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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E
AMBIENTAL
Cinza da casca do arroz utilizada em
argamassas de assentamento e
revestimento
Izabelle Marie Trindade Bezerra
Campina Grande – PB
Fevereiro/ 2010
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Izabelle Marie Trindade Bezerra
Cinza da casca do arroz utilizada em
argamassas de assentamento e
revestimento
Dissertação apresentada ao Programa de
Pós-Graduação em Engenharia Civil e
Ambiental da Universidade Federal de
Campina Grande, como requisito parcial
para obtenção do título de MESTRE EM
ENGENHARIAL CIVIL E AMBIENTAL.
Área de concentração: Engenharia Geotécnica
Orientador: Prof. PhD. João Batista Queiroz de Carvalho
Co-orientador: Prof. Dr. Gelmires de Araújo Neves
Campina Grande – PB
Fevereiro/ 2010
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Izabelle Marie Trindade Bezerra
Cinza da casca do arroz utilizada em argamassas de assentamento e
revestimento
Dissertação apresentada ao Programa de
Pós-Graduação em Engenharia Civil e
Ambiental da Universidade Federal de
Campina Grande, como requisito parcial
para obtenção do título de MESTRE EM
ENGENHARIAL CIVIL E AMBIENTAL.
BANCA EXAMINADORA:
Campina Grande – PB
Fevereiro/ 2010
Ao meu amado esposo,
Graciano, pelo incentivo, dedicação,
compreensão e companheirismo
para esta realização.
AGRADECIMENTOS
A Deus primeiramente por sempre me dar força, coragem e sabedoria para
enfrentar todos os obstáculos.
A meus pais, Antônio Luiz e Edeleuza, pelo amor que precisei em todos os
momentos, pelo conselho na hora difícil e por terem sido as peças
fundamentais para que eu obtivesse sucesso nas coisas que me proponho a
fazer.
Aos meus irmãos, Luciano, Lélis, Lesliane e Conceição, pelo amor, amizade,
carinho, e, por todos os momentos vividos.
Ao meu esposo, Graciano, pelo amor, apoio, dedicação e companheirismo
necessários para realização deste projeto de vida.
Ao estimado professor João Queiroz, meu orientador, pela orientação, amizade
e paciência demonstradas em todos esses anos, fundamentais para minha
formação profissional e pessoal. Ao senhor, professor, o meu muito obrigado.
A Jozilene uma grande amiga pelo incentivo e amizade essenciais nesta
caminhada.
Aos amigos, Cláudio, Solange e Suelen pela amizade e carinho e também por
terem me ajudado na realização de alguns ensaios.
A Juliana por ter me ajudado em uma importante etapa da pesquisa.
Ao professor Gelmires pelo apoio e contribuição para realização desta
pesquisa.
Ao CNPQ, órgão que financia a pesquisa.
A UFCG por ser o intermediador de todos os conhecimentos técnicos
adquiridos.
A todos que fazem parte da minha vida e que de alguma forma contribuíram
para obtenção dessa conquista.
RESUMO
A utilização de resíduos como materiais alternativos tem se mostrado
satisfatório de acordo com algumas pesquisas realizadas. A cinza da casca do
arroz (CCA) é um resíduo vegetal que causa impacto ambiental, sendo um
material que apresenta grande potencial para ser utilizado no setor da
construção civil na produção de argamassas e concretos, por apresentar
elevado teor de sílica (SiO
2
), podendo ser utilizada como pozolana. Esta
pesquisa objetivou verificar a viabilidade da utilização da cinza da casca do
arroz em argamassas de assentamento e revestimento. As matérias-primas
convencionais e alternativas utilizadas para produção das argamassas foram
caracterizadas quanto aos aspectos físicos, químicos e mineralógicos e para a
CCA também foi avaliada sua pozolanicidade. Para o desenvolvimento da
pesquisa foi inicialmente determinado o índice de consistência de cada
proporção estudada e posteriormente confeccionadas argamassas de
referência e com CCA para os traços 1:2:9 e 1:1:6 com 6%, 9%, 15%, 20% e
30% de CCA como substituto parcial do cimento para períodos de cura de 28,
63 e 91 dias. Os resultados obtidos para caracterização das matérias-primas
atendem as exigências prescritas pelas normas da ABNT e para a CCA foi
evidenciado sua pozolanicidade através de sua elevada superfície específica,
do índice da atividade pozolânica e do seu comportamento mineralógico que
mostrou ser predominantemente amorfo. Para os ensaios tecnológicos as
argamassas 1:2:9 e 1:1:6 apresentaram resultados satisfatórios quanto aos
desempenhos físico e mecânico, onde as argamassas com CCA obtiveram
valores superiores aos das argamassas de referência, devido provavelmente a
ocorrência das reações pozolânicas. Diante dos resultados obtidos pode-se
concluir que a utilização da CCA na confecção de argamassas é viável tanto
tecnicamente quanto ecologicamente.
PALAVRAS-CHAVE: Argamassas, Cinza da Casca do Arroz e Pozolanas.
ABSTRACT
The use of residues as alternative materials have been shown satisfactory
according to some studies. The husk rice ash (HRA) is a vegetal residue that
causes ambient impact, but it has a great potential for use in civil engineering
construction in the production of mortars and concrete, mainly because of its
high content of silica (SiO
2
) and so it can be used as pozzolan. This research
aimed to verify the viability of husk rice ash added to mortars for bricklaying and
covering. Conventional and alternative raw materials used to produce mortars
were characterized by the physical, chemical and mineralogical properties as
well as to evaluate HRA as pozzolanic property. The development of the study
firstly determinate the consistence of each mix studied after reference mortars
and mortars with HRA mixes of 1:2:9 and 1:1:6 incorporated with 6%, 9%, 15%,
20% and 30% of HRA in partial substitution of cement for curing period of 28,
63 and 91 days. The results to characterize raw materials are in standard
values established by Brazilian Standards (ABNT) and to HRA was used its
pozzolanicity through high surface area, pozzolanic activity and its mineralogical
properties which shown to be predominantly amorphous. To the technological
testings, the mortars mixes of 1:2:9 e 1:1:6 showed satisfactory results in
relation to the physical and mechanical performance, where the mortars with
HRA incorporated had values superior to the reference mortars, probably due to
pozzolanic reactions. With these results, it can be concluded that the utilization
of HRA in mortars is feasible in relation to the technical and ecological aspects.
KEYWORDS: Husk Rice Ash; Mortars; Pozzolans.
SUMÁRIO
1. Introdução ................................................................................ 18
1.1 Considerações iniciais ............................................................................ 18
1.2 Justificativas ............................................................................................ 20
1.3 Objetivos ................................................................................................. 21
1.3.1 Objetivos específicos ........................................................................ 21
1.4 Estrutura da dissertação ......................................................................... 22
2. Fundamentação teórica ........................................................... 24
2.1 Cinza da casca do arroz ......................................................................... 24
2.2 Utilizações de materiais alternativos na construção civil ......................... 33
2.2.1 Casca de arroz ................................................................................. 33
2.2.2 Lodo ................................................................................................. 33
2.2.3 Cinza da casca do arroz ................................................................... 34
2.2.4 Fibras de polipropileno ..................................................................... 34
2.2.5 Cinza da casca da castanha do caju ................................................ 34
2.2.6 Fibras de coco e de sisal .................................................................. 35
2.3 Argamassas ............................................................................................ 35
2.3.1 Materiais componentes das argamassas ......................................... 36
2.3.1.1 Cimento ......................................................................................... 36
2.3.1.2 Cal Hidratada ................................................................................. 38
2.3.1.3 Areia .............................................................................................. 41
2.3.2 Propriedades das argamassas ......................................................... 44
2.3.2.1 Propriedades das argamassas no estado fresco ........................... 44
2.3.2.1.1 Consistência ............................................................................... 44
2.3.2.1.2 Trabalhabilidade ......................................................................... 44
2.3.2.1.3 Plasticidade ................................................................................ 45
2.3.2.1.4 Retenção de água ...................................................................... 45
2.3.2.1.5 Densidade de massa e teor de ar incorporado ........................... 45
2.3.2.1.6 Adesão ....................................................................................... 46
2.3.2.2 Propriedades das argamassas no estado endurecido ................... 46
2.3.2.2.1 Resistência mecânica ................................................................. 46
2.3.2.2.2 Retração ..................................................................................... 47
2.3.2.2.3 Aderência ................................................................................... 48
2.3.2.2.4 Permeabilidade ........................................................................... 48
2.1.2.2.5 Módulo de elasticidade ............................................................... 49
2.3.3 Tipos de argamassa ......................................................................... 49
2.3.3.1 Argamassa para assentamento ..................................................... 49
2.3.3.2 Argamassa para revestimento ....................................................... 50
3. Materiais e métodos ................................................................ 54
3.1 Materiais ................................................................................................. 54
3.1.1 Cimento ............................................................................................ 54
3.1.2 Cal .................................................................................................... 54
3.1.3 Cinza da casca do arroz (CCA) ........................................................ 54
3.1.4 Agregado miúdo ............................................................................... 54
3.1.5 Água ................................................................................................. 54
3.2 Metodologia da pesquisa ........................................................................ 55
3.2.1 Preparação da cinza da casca do arroz ........................................... 57
3.2.2 Caracterização física ........................................................................ 57
3.2.3 Caracterização mineralógica ............................................................ 57
3.2.3.1 Análise térmica .............................................................................. 57
3.2.3.2 Análise química ............................................................................. 58
3.2.3.3 Difração de raios – X ..................................................................... 59
3.2.3.4 Análise granulométrica por difração a laser................................... 60
3.2.4 Atividade pozolânica ......................................................................... 60
3.2.5 Determinação do índice de consistência das argamassas ............... 61
3.2.6 Preparação das argamassas ............................................................ 63
3.2.7 Moldagem das argamassas.............................................................. 65
3.2.8 Propriedades físicas e mecânicas .................................................... 66
3.2.8.1 Densidade de massa no estado fresco ......................................... 66
3.2.8.2 Teor de ar incorporado .................................................................. 66
3.2.8.3 Densidade de massa no estado endurecido.................................. 66
3.2.8.4 Absorção de água por imersão ...................................................... 66
3.2.8.5 Resistência à compressão simples ............................................... 67
4. Resultados e discussões ........................................................ 69
4.1 Caracterização física, química e mineralógica ........................................ 69
4.2 Índice de atividade pozolânica ................................................................ 84
4.3 Ensaios tecnológicos .............................................................................. 84
4.3.1 Índice de consistência das argamassas ............................................... 84
4.3.2 Densidade de massa no estado fresco ............................................ 85
4.3.3 Teor de ar incorporado ..................................................................... 86
4.3.4 Densidade de massa no estado endurecido..................................... 87
4.3.5 Absorção por imersão em água ........................................................ 88
4.3.6 Resistência à compressão simples .................................................. 91
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 – Clinquer ........................................................................................ 37
Figura 2.2 – Ilustração da reação da cal hidratada quando utilizada em
argamassa ........................................................................................................ 40
Figura 2.3 – Mineração de areia ....................................................................... 42
Figura 2.4 – Agregado miúdo ........................................................................... 43
Figura 2.5 – Utilização de argamassa de assentamento na confecção de
parede de alvenaria .......................................................................................... 50
Figura 3.1 – Fluxograma das etapas dos ensaios realizados na pesquisa....... 56
Figura 3.2 – Aparelho utilizado para determinação das análises térmica
diferencial e termogravimétrica ......................................................................... 58
Figura 3.3 – Aparelho utilizado para determinação da composição química ... 58
Figura 3.4 – Difratômetro de raios-X SHIMADZU XRD - 6000 ......................... 59
Figura 3.5 – Equipamento do ensaio de granulometria por difração a laser –
CILAS 1064 ...................................................................................................... 60
Figura 3.6 – Esquema do ensaio de determinação do índice de consistência,
para determinação do espalhamento (“D”) mesa de consistência flow table.... 62
Figura 3.7 – Procedimentos para determinação do índice de consistência ...... 62
Figura 3.8 – Moldagem das argamassas de assentamento e revestimento ..... 66
Figura 3.9 – Prensa SHIMADZU AG-IS para ensaios mecânicos .................... 67
Figura 4.1 – Difratograma de raios X do cimento Portland CPIIF-32 ................ 71
Figura 4.2 – Curva das análises termogravimétrica e térmica diferencial do
cimento Portland CPIIF-32 ............................................................................... 71
Figura 4.3 – Distribuição granulométrica por difração a laser do cimento
Portland CPIIF-32 ............................................................................................. 72
Figura 4.4 – Difratograma de raios X da cal ..................................................... 74
Figura 4.5 – Curvas das análises termogravimétrica e térmica diferencial da cal
......................................................................................................................... 75
Figura 4.6 – Distribuição granulométrica por difração a laser da cal ................ 76
Figura 4.7 – Curva granulométrica da areia (Zona 3) ....................................... 77
Figura 4.8 – Difratograma de raios X da cinza da casca do arroz .................... 81
Figura 4.9 – Curvas das análises termogravimétrica e térmica diferencial da
cinza da casca do arroz .................................................................................... 82
Figura 4.10 – Distribuição granulométrica por difração a laser da cinza da casca
do arroz ............................................................................................................ 83
Figura 4.11 – Densidade aparente das argamassas 1:2:9 e 1:1:6 no estado
fresco ................................................................................................................ 86
Figura 4.12 – Teor de ar incorporado das argamassas 1:2:9 e 1:1:6 ............... 86
Figura 4.13 – Densidade de massa no estado endurecido aos 28 dias de cura
para os traços 1:2:9 e 1:1:6 .............................................................................. 88
Figura 4.14 – Teor de absorção das argamassas 1:2:9 para 28, 63 e 91 dias de
cura................................................................................................................... 89
Figura 4.15 – Teor de absorção das argamassas 1:1:6 para 28, 63 e 91 dias de
cura................................................................................................................... 90
Figura 4.16 – Resistência a compressão simples das argamassas 1:2:9 para
28, 63 e 91 dias de cura. .................................................................................. 91
Figura 4.17 – Resistência a compressão simples das argamassas 1:1:6 para
28, 63 e 91 dias de cura. .................................................................................. 93
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 – Percentual de cinzas geradas por resíduos agrícolas. ................ 25
Tabela 2.2 – Composição química da CCA, segundo vários autores ............... 26
Tabela 2.3 – Histórico de estudos sobre a utilização da CCA .......................... 27
Tabela 2.4 – Classificação do agregado miúdo quanto à dimensão ................ 43
Tabela 2.5 – Exigências mecânicas e reológicas para argamassas de acordo
com a NBR 13281 (ABNT, 1995) ..................................................................... 47
Tabela 3.1 – Ensaios realizados para caracterização física dos materiais ....... 57
Tabela 3.2 – Valores dos traços em volume e em massa ................................ 65
Tabela 4.1 – Propriedades físicas do CPIIF – 32 ............................................. 69
Tabela 4.2 – Composição química do cimento Portland CPIIF – 32 ................ 70
Tabela 4.3 – Propriedades físicas da cal .......................................................... 73
Tabela 4.4 – Composição química da cal ......................................................... 74
Tabela 4.5 – Propriedades do agregado miúdo (areia) .................................... 76
Tabela 4.6 – Propriedades físicas da CCA ....................................................... 78
Tabela 4.7 – Composição química da cinza da casca do arroz ........................ 80
Tabela 4.8 – Propriedades químicas para o índice de atividade pozolânica .... 80
Tabela 4.9 – Relação água/aglomerante, teor de água e índice de consistência
das argamassas ............................................................................................... 85
ABREVIATURAS E SIGLAS
ABCP – Associação Brasileira de Cimento Portland
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
Al
2
O
3
– óxido de alumínio
ARI – alta resistência inicial
ASTM – American Society for Testing and Materials
C
2
S – silicatos dicálcico
C
3
A – aluminato tricálcico
C
3
S – silicatos tricálcicos
C
4
AF – ferroaluminato tetracálcico
CaCO
3
– carbonato de cálcio
CaO – óxido de cálcio (cal livre)
Ca(OH)
2
– hidróxido de cálcio
CO
2
– dióxido de carbono
CA – Casca do arroz
CCA – Cinza da casca do arroz
CCCC – Cinza da casca da castanha de caju
CH – hidróxido de cálcio
CP – Corpo de prova
CPIIF – cimento Portland composto com fíller
C-S-H – silicatos de cálcio hidratados
DRX – difração de raios - X
DTA – Análise térmica diferencial
ETA – Estação de Tratamento de Água
Fe
2
O
3
– óxido de ferro
H
2
O – água
HRA – Husk rice ash
IP – Índice de pozolanicidade
K
2
O – óxido de potássio
KN – quilo Newton
MF – Módulo de finura
MgO – óxido de magnésio
Mg(OH)
2
– hidróxido de magnésio
Na
2
O – óxido de sódio
NA – número de angulosidade
NBR – Norma Brasileira Registrada
PB – Paraíba
RCS – Resistência a compressão simples
RN – Rio Grande do Norte
rpm – revolução por minuto
SiO
2
– dióxido de silício (sílica)
TG – Análise termogravimétrica
Ti
2
O – oxido de titânio
SíMBOLOS
° – grau
°C – grau Celsius
cm – centímetro
kg – quilograma
kV – quilo volts
l – litro
mA – miliamperes
min – minuto
ml – mililitros
mm – milímetro
MPa – megapascal
nº – número
s – segundos
% – porcentagem
θ – ângulo teta
Introdução,
e Estrutura da dissertação
CAPÍTULO 1
Introdução,
Justificativas,
Objetivos
e Estrutura da dissertação
Objetivos
e Estrutura da dissertação
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
18
1. Introdução
1.1 Considerações iniciais
Os impactos causados pelo homem ao meio ambiente é uma
preocupação constante. Por isso pesquisas estão sendo realizadas com o
objetivo de lançar novos materiais no mercado e para que isso aconteça deve-
se procurar avançar em técnicas de reaproveitamento de materiais alternativos,
como forma de atenuar os impactos ambientais causados pelos mesmos.
A reciclagem de resíduos é uma das maneiras de diversificar a oferta de
matéria-prima para a utilização como materiais de construção, viabilizando
reduções de preço. Assim, a reciclagem de resíduos como entulho, resíduos
agrícolas, resíduos industriais, resíduos de mineração, entre outros, contribuem
para a preservação ambiental (LIMA, 2005 apud SOUZA, 2008).
A agroindústria, por ser um dos maiores geradores de resíduos, causa
grande preocupação, pois com todo esse volume de descarte de forma
irregular vem desencadeando diversos problemas ambientais, poluindo o solo,
a água e o ar. Um dos setores mais abrangentes para aplicação destes é a
construção civil, com aplicações em especial em concretos e argamassas,
tornando possível através de estudos uma destinação final adequada para
estes resíduos.
O uso de resíduos para componentes da construção civil, tem sido um
dos temas mais trabalhados e debatidos por pesquisadores nos últimos
tempos. Com a possibilidade de se conquistar uma melhor colocação para o
setor a partir da adoção e do emprego destes resíduos em materiais para
vedação (blocos, tijolos e argamassas), pesquisadores vem buscando
conscientizar ceramistas, construtores, professores e o próprio mercado
consumidor quanto à importância da qualidade deste produto para as
habitações, (PRUDÊNCIO JÚNIOR et al., 2003).
Para que novos materiais sejam utilizados na construção civil, eles
devem atender as exigências físicas e mecânicas de acordo com a
normalização, como por exemplo, ser resistente, durável, trabalhável entre
outras características para que sejam melhores ou iguais aos produtos já
existentes no mercado. Essas exigências são necessárias porque o setor da
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
19
construção civil necessita oferecer para o mercado, materiais que tenham boa
qualidade e vida útil.
Resíduos vegetais, como a cinza da casca do arroz, vêm sendo
estudados por vários pesquisadores, estes por sua vez observaram que esta
cinza apresenta bons resultados quanto aos aspectos físicos e mecânicos
quando utilizadas em argamassas e concretos. Esta utilização se torna
satisfatória devido às cinzas possuírem elevado teor de sílica, apresentando
características pozolânicas, ou seja, quando trabalhadas isoladamente, as
cinzas não apresentam caráter aglomerante, porém quando reduzidas a pó fino
e em presença de água, estas reagem com o hidróxido de cálcio (Ca(OH)
2
) e
formam compostos cimentantes.
A utilização da cinza é de grande valia para o meio ambiente, pois esta
quando descartada provoca poluição, por apresentar em sua constituição certa
quantidade de carbono residual. A cinza é um grave agente poluidor dos solos
e é considerada também altamente prejudicial para a saúde humana, pois
apresenta um alto teor de sílica que pode ocasionar, quando de grande
exposição, uma afecção pulmonar conhecida como “silicose”.
Nesta pesquisa utilizou-se a cinza da casca de arroz considerada
residual, proveniente de queima sem controle de temperatura, a céu aberto, no
município de Caíco – RN com o propósito de caracterizar e avaliar o
desempenho deste resíduo em argamassas de assentamento e revestimento.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
20
1.2 Justificativas
Na construção civil, a busca por materiais alternativos vem se tornando
cada vez mais constante. A grande preocupação acerca do desenvolvimento
destes novos materiais exige investigações quanto à durabilidade, qualidade e
viabilidade da utilização destes novos materiais. Estes são aspectos cruciais
para produtos da construção civil, pois deve ser considerada, a complexidade
dos mecanismos de degradação, a prolongada vida útil destes produtos e o
elevado custo das obras de construção civil.
O reaproveitamento de resíduos se apresenta atualmente como sendo
primordial para resolução de parte dos problemas ambientais causados por
estes, tanto em função da atenuação de desperdícios de recursos naturais,
quanto na redução dos impactos ambientais provocados pela disposição final
dos resíduos. Esse reaproveitamento desencadeou uma preocupação maior,
provocando desta forma o surgimento de uma legislação ambiental muito
rigorosa, fazendo com que o gerador de resíduos procure descartá-lo de
maneira que não agrida o meio ambiente (TASHIMA et al., 2004).
A cinza da casca do arroz de acordo com pesquisas já realizadas
contribui para o aumento da resistência à compressão simples, da durabilidade
de argamassas e concreto e conseqüentemente à diminuição da porosidade
(SOUZA, 2008).
A cinza é utilizada como substituto parcial do aglomerante devido
apresentar alto teor de sílica, o que favorece as qualidades deste material e
estas qualidades podem favorecer a diminuição na deterioração do concreto e
da armadura, resultando na obtenção de concretos resistentes à poluição e às
intempéries, pisos resistentes à abrasão, etc.
Por todos os motivos apresentados e pelos benefícios que a cinza da
casca do arroz pode trazer para construção civil e para diversos outros setores
é que caracteriza a necessidade de estudar e avaliar o seu desempenho como
material alternativo em argamassas de assentamento e revestimento.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
21
1.3 Objetivos
Esta pesquisa objetivou estudar a viabilidade da utilização do resíduo
cinza da casca do arroz como substituto de parte do cimento em argamassas
de assentamento e revestimento.
1.3.1 Objetivos específicos
• Caracterizar físico, químico e mineralogicamente as matérias-primas
convencionais e alternativas;
• Estudar a atividade pozolânica da cinza da casca do arroz;
• Determinar o índice de consistência adequado para todas as
argamassas, de referência e com incorporação da cinza da casca do arroz
como substituto parcial do cimento;
• Analisar a influência dos teores de substituição da CCA nas
propriedades físicas e mecânicas das argamassas;
• Comparar as argamassas convencionais com as alternativas e as
normas da ABNT.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
22
1.4 Estrutura da dissertação
O trabalho será constituído por uma estrutura composta por sete
capítulos, onde no primeiro são apresentadas a importância do tema, as
justificativas e os objetivos da pesquisa.
No Capítulo dois está apresentada uma fundamentação teórica sobre a
cinza da casca do arroz, material estudado na pesquisa, e argamassas de
assentamento e revestimento utilizadas na construção civil.
No Capítulo três estão descritas as matérias-primas usadas na pesquisa
e a metodologia para realização dos ensaios.
No Capítulo quatro, estão a análise e discussão dos resultados dos
ensaios.
No Capítulo cinco, são apresentadas as conclusões dos ensaios
realizados, do projeto experimental.
No Capítulo 6 estão as sugestões para trabalhos futuros.
E no Capítulo 7 são apresentadas as referências bibliográficas utilizadas
para realização desta pesquisa.
Fundamentação teórica
CAPÍTULO 2
Fundamentação teórica
Fundamentação teórica
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
24
2. Fundamentação teórica
2.1 Cinza da casca do arroz
A cinza da casca do arroz (CCA) é um resíduo obtido através da queima
da casca do arroz em fornalhas, a céu aberto ou em fornos especiais à
temperatura controlada (MILANI, 2008).
A casca do arroz (CA), um dos mais abundantes resíduos agro-
industriais, é um material fibroso constituído principalmente de celulose (50%),
lignina (30%) e resíduo orgânico (20%). O resíduo inorgânico contém, em
média, 95 a 98%, em peso, de sílica, na forma amorfa hidratada, perfazendo
13% a 29% do total da casca (HOUSTON, 1972 apud POUEY, 2006). A casca
do arroz possui elevado volume e baixa densidade.
O percentual de sílica na casca do arroz varia de acordo com a safra, ou
seja, o tipo de arroz plantado, do clima e das condições do solo, além da
localização geográfica (AMICK, 1982; GOVINDARAO, 1980; HOUSTON, 1972
apud POUEY, 2006).
Quando utilizada de forma correta, a casca de arroz pode se tornar uma
importante aliada na busca do desenvolvimento sustentável, uma vez que pode
ser utilizada como fonte alternativa e renovável de energia (queima da casca
como combustível), e as cinzas geradas no processo de combustão podem ser
incorporadas ao concreto e argamassas, como pozolana, em substituição
parcial do cimento.
Após a queima da matéria orgânica é obtida a CCA de difícil degradação
e com poucos nutrientes para o solo (DELLA et al., 2005). Dentre os resíduos
agroindustriais utilizados, as cinzas vegetais podem ser destacadas, pois
apresentam composição físico-química com potencial para produção de
material aglomerante (FERREIRA et al., 1997 apud MILANI, 2008). De todas as
cinzas provenientes de resíduos agro-industriais, a casca de arroz é a que
produz maior percentual de cinzas quando queimada, podendo observar esses
dados na Tabela 2.1.
A CCA pode ser obtida por processos de queima que se classificam
como sistema artesanal, semi-industrializado e industrializado. No processo
artesanal, a CA é queimada sem controle de temperatura em grelhas dispostas
paralelamente; no processo semi-industrializado, o ar é injetado através de
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
25
dutos metálicos para o interior de um cilindro onde a casca de arroz cai e é
incinerada; e o processo industrializado, ou seja, na forma automatizada, não
existe controle de temperatura de queima, mas da pressão de vapor gerada em
função da queima (DELLA, 2001 apud FERREIRA, 2005).
Tabela 2.1 – Percentual de cinzas geradas por resíduos agrícolas
CEREAL PARTE DA PLANTA CINZA (% EM PESO)
Milho Folha 12
Arroz Casca 20
Arroz Palha 14
Cana-de-açúcar Bagaço 15
Girassol Folhas e talo 11
Trigo Folhas 10
Fonte: MEHTA, (1992) apud PRUDÊNCIO JÚNIOR et al., (2003)
De acordo com FREIRE (2003) apud LEIRIAS et al., (2005) a CCA é um
dos produtos de origem vegetal mais utilizado em pesquisas com
características aglomerantes dentre as cinzas vegetais. Alguns fatores levam a
esta afirmação, como:
• o volume de cinza produzida após queima da casca de arroz é um dos
maiores dentre os vegetais;
• a sílica presente na casca de arroz possui estrutura alveolar e elevada
área específica;
• o plantio de arroz é de grande proporção em todo mundo.
A CCA tem como um dos maiores componentes químicos a sílica (SiO
2
)
estando em aproximadamente 74% a 97% em sua composição e este fato
independe do processo de queima a qual foi submetida (TASHIMA et al.,
2004).
Para PRUDÊNCIO JÚNIOR et al., (2003), após queimada, a cinza da
casca de arroz é composta basicamente por dióxido de silício, ou sílica, os
demais compostos que podem ser encontrados na composição química da
CCA são óxidos como, K
2
O, CaO, Al
2
O
3
, Fe
2
O
3
, MgO, SO
3
, P
2
O
5
, MnO e Cl,
apresentando pequenos percentuais. Na Tabela 2.2 estão contidas
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
26
composições químicas da CCA segundo diversos autores e pelos resultados
obtidos observa-se que o teor de sílica é afetado pelo elevado percentual de
perda ao fogo.
Tabela 2.2 – Composição química da CCA, segundo vários autores
Amostra/
Tratamento
Composição típica
em óxidos (% em peso)
SiO
2
Al
2
O
3
Fe
2
O
3
MnO
MgO
CaO
Na
2
O
K
2
O
TiO
2
P
2
O
5
PF
Cook (1977) 93,00 0,60 0,15 nd 0,42 0,43 0,04 1,05 nd nd 2,77
Sallas (1986) 91,26 0,94 0,37 nd 0,88 2,15 nd nd nd nd nd
Cincotto(1988) 94,70 0,09 1,46 nd 0,95 0,99 0,04 1,75 nd nd 7,29
Guedert (1989) 93,11 0,92 0,40 nd 0,85 0,52 0,12 1,12 nd nd nd
Farias (1990) 91,78 0,60 0,34 nd 0,52 0,50 0,11 1,30 nd nd nd
Sugita (1992) 90,00 0,10 0,40 nd 0,30 0,40 0,06 2,41 nd nd 4,20
Isaia (1995) 78,60 2,30 2,30 nd 0,80 1,00 0,01 0,56 nd nd 11,8
Fonseca (1999) 83,68 0,17 0,17 0,66 nd 1,03 nd 3,65 nd 1,34 8,54
Della (2001) 72,10 0,30 0,15 0,15 0,70 0,43 0,50 0,72 0,05 0,60 24,3
Qingge (2005) 92,40 0,30 0,40 0,11 0,30 0,70 0,07 2,54 nd 0,11 2,31
PF – perda ao fogo nd – não divulgado
Fonte: POUEY, (2006)
De acordo com ALMEIDA (1996) apud SOUZA (2008), a sílica ativa age
em concretos e argamassas de duas formas, uma delas é quimicamente
através da reação pozolânica, ou seja, reagindo com o hidróxido de cálcio para
formar os resistentes silicatos de cálcio hidratados (C-S-H) favorecendo a
resistência da pasta do cimento, a outra forma é fisicamente através do efeito
“filler”, ou seja, de acordo com as dimensões de suas partículas, preenchendo
os vazios da estrutura, contribuindo para melhoria da coesão e compacidade
do concreto fresco e também refinando a estrutura de poros do material, agindo
como ponto de nucleação dos compostos de hidratação do cimento.
As sílicas ativas agem quimicamente no processo de hidratação de
acordo com a disponibilidade do hidróxido de cálcio. A sílica deixa de reagir
quimicamente de maneira significativa como um aglomerante, depois de certo
tempo e o restante da sílica passa a atuar como um fíller inerte, contribuindo
fisicamente.
O efeito fíller acontece porque os finos preenchem os vazios entre as
partículas maiores (efeito de empacotamento), e como conseqüência, reduz o
tamanho dos vazios pela segmentação dos poros maiores na pasta e a
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
27
porosidade, e aumenta a durabilidade do concreto. Este é o fenômeno que
ocorre entre as partículas da sílica e as do cimento, geralmente com
dimensões bem maiores. Além disso, a presença de fíllers aumenta a
quantidade de locais de nucleação para a precipitação dos produtos de
hidratação da pasta de cimento, acelerando as reações e formando cristais
menores de hidróxido de cálcio (SENSALE, 2000).
Pesquisas científicas sobre o uso da cinza da casca do arroz vêm sendo
realizadas há muitos anos, TIBONI (2007) em sua pesquisa apresentou um
histórico dos principais trabalhos referentes à utilização desta cinza, podendo
ser observado na Tabela 2.3.
Tabela 2.3 – Histórico de estudos sobre a utilização da CCA
Ano
Local
Autor (es)
Trabalho (s)
1924 Alemanha BEAGLE Utilização de Casca de Arroz no concreto
1940 e
1950
- DIVERSOS Blocos confeccionadas com cimento Portland e cinza e casca de
arroz
1973 Bélgica METHA Primeira Patente no Assunto
1976 - PITT Controle de combustão em leito fluidizado
1978 Índia METHA E
PIRTZ
Substituição de Cimento Portland por CCA em concreto massa
1979 Índia PRAKASH Utilização de CCA em trabalhos de alvenaria e fundações
1979 Paquistão - Primeiro Workshop sobre o assunto
1981 Ásia COOK Estudo da fluência e retração de concretos de cimento Portland
com a adição de CCA
1982 Japão - Produção e Emprego de CCA como material cimentício
1984 Israel HANA
YOUSIF
Efeito da queima e moagem nas propriedades de argamassa
1986 Índia JAMES E
RAO
Morfologia e características químicas e físicas da CCA
1989 Tailândia HWANG E
WU
Hidratação e microsestrutura de pastas de cimento produzidas
com diferentes CCAs
1994 EUA METHA Patente relativa a produtos altamente duráveis com cinzas, com
o emprego de 5 a 30% de CCA substituindo o cimento
1995 Brasil ISAIA Efeito de misturas binárias e ternárias de Pozolanas em
Concreto de Alto desempenho
1999 Brasil GAVA Estudo comparativo de diferentes metodologias para avaliação
da Atividade Pozolânica
2001 Espanha PAYA Determinação da sílica amorfa na CCA por um rápido método
analítico
2003 Brasil PRUDÊNCIO,
SANTOS E
DAFICO
Revisão sobre CCA, incluindo processos de queima e
tratamentos realizados para a obtenção de sílica da casca de
arroz
2005 Brasil ISAIA Cinza de casca de Arroz in: Concreto, Ensino, Pesquisa e
Realizações
2006 Brasil POUEY Beneficiamento da Cinza de casca de arroz residual com vistas
à produção de
cimento composto e/ou pozolânico.
2008 Brasil METHA E
MONTEIRO
Cinza de casca de arroz in: Concreto, Microestrutura,
Propriedades e Materiais
2009 Brasil SANTOS Contribuição para utilização de cinza de casca de arroz na
construção civil
Fonte: SILVA, (2009)
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
28
A adição da cinza da casca do arroz (sílica) misturada ao cimento
juntamente com os demais agregados (graúdo e miúdo), permite a elaboração
do concreto mais compacto e com menor quantidade de vazios, diminuindo
assim a porosidade promovendo maior durabilidade e ficando menos
vulneráveis ao ataque de agentes agressivos. Estes concretos segundo
estudos poderão ser utilizados em obras que necessitam de materiais com
ótimas características mecânicas, tais como obras a grandes profundidades
(como futuros laboratórios marítimos para pesquisar a fauna e a flora), até 11
mil metros, isso por este concreto possuir resistência superior aos demais.
Podendo também ser utilizados em celas de presídio, pistas de pouso de
aviões e outras construções que exijam material de grande resistência.
2.1.1 Influência da temperatura de queima da CCA
A temperatura de queima da cinza é um fator muito importante para
determinar a morfologia da cinza da casca do arroz. Estudos já realizados
verificaram que as cinzas apresentam morfologias diferentes de acordo com o
tipo de queima a que foi submetida. A atividade pozolânica da CCA está
diretamente relacionada à composição morfológica como também ao tempo de
moagem desta cinza (TASHIMA et al., 2004).
A CCA quando produzida a partir de queima controlada, com
temperatura inferior a 600 ºC possui na sua morfologia a presença de sílica no
estado amorfo, obtendo desta forma maior reatividade com o cimento e com a
cal. Na realidade não se tem relatos deste tipo de procedimento, porque a
maior parte da cinza é produzida sem controle de temperatura. Quando
queimada a temperaturas muito elevadas, observa-se o surgimento de fases
cristalinas na estrutura morfológica, diminuindo desta forma a reatividade com
outros componentes, sendo desta forma inviável para utilização em concretos e
argamassas (TASHIMA et al., 2004). De acordo com METHA E MONTEIRO
(1994) a cinza residual é classificada como pozolana pouco reativa, então
sugere-se que este material seja moído até se obter um pó fino para que possa
ter atividade pozolânica.
Algumas pesquisas comprovam que mesmo as cinzas originadas de
processos de queima não controlados podem apresentar características
pozolânicas satisfatórias (ISAIA, 1995; RÊGO et al., 2004; TASHIMA et al.,
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
29
2004; FAGURY & LIBÓRIO, 2004; SENSALE & REINA, 2004 apud SACILOTO,
2005).
NAIR et al., (2008) observaram que de acordo com algumas técnicas
como, análises químicas (Absorção por Massa Atômica, Fluorescência de
Raio-X), formação de silicato de cálcio hidratado (Difração de Raio-X), medidas
de condutividade elétrica, ressonância magnética nuclear e microscopia
eletrônica de varredura, que a temperatura considerada ótima para a formação
de CCAs reativas devem estar na faixa de 500 ºC a 700 ºC.
2.1.2 Influência da moagem da CCA
Quanto à moagem da cinza residual, alguns pesquisadores como
SANTOS E PRUDÊNCIO (1998), CORDEIRO (2006), entre outros, observaram
que o tempo ideal de moagem, ou seja, a granulometria ideal da cinza também
é variável. Um dos fatores que influenciam no tempo de moagem da cinza é a
temperatura da casca do arroz, pois o aumento da temperatura promove o
agrupamento das partículas. Neste caso, é necessário um tempo de moagem
maior ou ainda uma relação maior entre o peso de bolas do moinho e a
quantidade de cinza a ser moída.
SANTOS E PRUDÊNCIO (1998) apud TASHIMA et al., (2004)
pesquisaram o efeito do tempo de moagem na pozolanicidade da cinza e na
resistência à compressão de argamassas. Eles observaram que quando se
aumenta o tempo de moagem da cinza obtêm-se uma melhoria significativa
nos resultados dos ensaios e que a resistência a compressão da argamassa é
maior com um teor de substituição de 15%.
CORDEIRO (2006) apud SILVA (2009) verificou em seus estudos de
moagem desenvolvidos com a cinza residual da casca de arroz possibilitaram
verificar que a moagem ultrafina foi adequada para conferir elevada atividade
pozolânica ao material. As moagens realizadas por períodos de 120 min e 240
min em moinho vibratório determinaram às cinzas de maior atividade
pozolânica, tanto com relação aos desempenhos mecânicos quanto químicos.
MEIRA et al., (2007) apud SILVA (2009) observaram que concretos com
15% e 20% de CCA (substituto parcial do cimento) moída e com 15% de CCA
natural em ensaios realizados nos corpos-de-prova, apresentaram acréscimos
nas resistências axiais aos 91 dias em relação aos concretos de referência
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
30
(sem adição mineral). Com relação aos concretos com 25% de CCA natural
tiveram uma queda de cerca de 30%, em média, na resistência à compressão
aos 91 dias.
2.1.3 Cinza da Casca do arroz como pozolana
As pozolanas são substâncias constituídas de sílica e alumina que, em
presença de água, reagem com o hidróxido de cálcio e com diferentes
componentes do cimento formando compostos estáveis à água e com
propriedades aglomerantes.
As pozolanas beneficiam as argamassas e concretos de duas maneiras:
quimicamente pelo seu efeito pozolânico e fisicamente pelo efeito fíller.
A cinza da casca do arroz, como adição mineral, foi classificada por
MEHTA E MONTEIRO (1994), em duas categorias de pozolanas:
• pozolana altamente reativa: proveniente de processo de queima
controlado, constituída essencialmente de sílica pura, amorfa e em
estrutura celular;
• pozolana pouco reativa: proveniente de processos de queima em
campo aberto, constituída basicamente por silicatos cristalinos e um
pequeno teor de matéria amorfa, indicando que este material, se moído
e reduzido a um pó muito fino, tem atividade pozolânica.
A reação pozolânica, é a reação da adição com o hidróxido de cálcio
formado pela hidratação ou silicato de cálcio hidratado (C-S-H). Esta reação é
mais lenta que a reação de hidratação do C
3
S do cimento Portland, implicando
em uma taxa de liberação de calor e de desenvolvimento da resistência mais
lentos também. Além disso, o C-S-H formado pela reação pozolânica apresenta
características melhores (TIBONI, 2007), e em presença de outras reações
químicas, pode ser acelerada pela temperatura e por aceleradores químicos.
De acordo com MEHTA (1983) apud TIBONI (2007) reação pozolânica
não corresponde apenas às reações entre hidróxido de cálcio e sílica, mas
engloba todas as reações cimentícias no sistema CaO – SiO
2
– Al
2
O
3
– Fe
2
O
3
– SO
3
– H
2
O.
Na cinza amorfa com características pozolânicas, fatores como
temperatura de queima, taxa de aquecimento, tempo de residência e ambiente
de queima (disponibilidade de oxigênio) são responsáveis pela reatividade
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
31
química da cinza, uma vez que influenciam na forma estrutural da sílica
(amorfa ou cristalina), na superfície específica das partículas e no teor de
carbono remanescente (CORDEIRO, 2006). Com relação à área específica, ela
tem grande influência na atividade pozolânica porque está diretamente
correlacionada à finura do material, influenciando no grau de atividade
pozolânica. Seu comportamento é influenciado pela distribuição de partículas,
forma e rugosidade superficial das mesmas, bem como a distribuição dos poros
existentes (TIBONI, 2007).
As cinzas como materiais pozolânicos têm sido estudadas desde a
década de 1970, através dos estudos realizados por MEHTA (1978), PITT
(1976) e MEHTA e PITT (1976). A partir da década de 1980, o interesse por
pozolanas de elevada reatividade, principalmente pela maior conhecimento
sobre o concreto de alto desempenho, impulsionou as pesquisas com vistas à
utilização da cinza da casca de arroz em substituição parcial do cimento
Portland (CORDEIRO, 2006).
ISAIA (1995) questiona em sua pesquisa a influência da cinza da casca
do arroz que tenha em sua composição a presença marcante de fases
cristalinas, pois alguns autores caracterizam este tipo de cinza como sendo de
baixa pozolanicidade, sem que apresentem resultados quanto ao baixo
desempenho quando adicionadas a concretos ou argamassas. O autor
questiona a importância destas fases cristalinas nas pozolanas para o
desempenho dos concretos, quando analisadas isoladamente. Para ISAIA
(1995) o importante é a influência destas pozolanas quando utilizadas como
substituto parcial do cimento, apresentando melhor desempenho que as
misturas de referência.
ZHANG E MALHOTRA (1996) pesquisaram concretos com adição de
CCA e sílica ativa e ao compararem os resultados obtidos pelos dois tipos,
verificaram que a adição de CCA aumenta a velocidade de hidratação,
conseqüente da reatividade pozolânica da CCA e que estes concretos
apresentaram maior resistência que os concretos de referência, porém valores
inferiores com relação aos concretos com sílica ativa.
SENSALE (2000) constatou em sua pesquisa que a cinza residual
embora não seja a mais ideal para utilização como adição mineral em
concretos e argamassas, ela possui pequena quantidade de material amorfo o
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
32
que garante reação quando associado à finura das partículas, melhorando as
propriedades dos concretos e argamassas. Concluiu também que os resultados
obtidos mostram a viabilidade do uso da cinza residual como material
cimentíceo complementar.
FENG et al., (2003) observaram que ao controlar a temperatura de
queima e do tempo de moagem pode-se produzir CCA de elevada reatividade
e com isso utilizá-la como substituto parcial do cimento na produção de
concretos de alta resistência. Eles investigaram as resistências de concretos
com diversos teores de CCA, com controle de queima e moagem. De acordo
com os resultados obtidos verificaram que a resistência à compressão
aumentou com a elevação do teor de substituição.
RÊGO & FIGUEIREDO (2002) em sua pesquisa ao estudar a influência
do tempo de moagem no índice de atividade pozolânica, observaram que
quanto maior o tempo de moagem maior é a influência no índice de atividade
pozolânica, eles verificaram que para períodos de 3h e 5h houve diminuição no
tamanho médio das partículas elevando conseqüentemente seu índice de
atividade pozolânica com o cimento de 77,7% para 84,5%.
RODRÍGUEZ DE SENSALE & REINA (2004) apud SACILOTO (2005)
avaliaram a utilização da cinza de casca de arroz residual, sem controle de
queima, como adição mineral em concretos de alto desempenho. Para esta
cinza obtiveram um bom desempenho como pozolana, devido o elevado índice
de atividade pozolânica e com relação à resistência à compressão ela foi
aumentando de acordo com o aumento do período de cura.
SALAS et al., (2007) apud SILVA (2009) avaliaram a influência de
tratamentos químicos e térmicos nas propriedades pozolânicas da CCA.
Concluíram para este estudo que a CCA tratada química e termicamente
superou a sílica ativa na resistência à compressão do concreto e a CCA sem
tratamento obteve desempenho semelhante ao traço de referência.
CORDEIRO et al., (2008) apud SILVA (2009) verificaram, utilizando
vários métodos de ensaio para avaliar a pozolanicidade (IAP com cimento,
Fratini, Chapelle e propriedades do concreto com até 20% de substituição de
cimento por CCA), que é possível obter CCAs cristalinas e com alto teor de
carbono altamente reativas desde que tenha sua granulometria levada à
condição de ultrafina, ou seja, aproximadamente 6 µm.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
33
2.2 Utilizações de materiais alternativos na construção civil
O grande avanço da escassez dos recursos naturais tem desencadeado
a incessante busca por materiais alternativos ecologicamente corretos
principalmente no ramo da construção civil. Estes novos materiais vêm sendo
estudados, com o intuito de verificar sua potencialidade e atender as condições
de redução de custos, melhoria nas propriedades mecânicas e durabilidade,
além do que, estudos são necessários para que estes sejam utilizados de
maneira adequada.
2.2.1 Casca de arroz
MARTINEZ et al., (2005) pesquisou a utilização da casca de arroz na
confecção de painéis de fechamento verticais para substituir os tijolos
cerâmicos, verificando as propriedades físicas e mecânicas, concluindo a
viabilidade e ambiental do produto.
SOUZA (2008) pesquisou a viabilidade da utilização da casca do arroz
em argamassas como substituto de parte do agregado miúdo (areia),
objetivando melhorias quanto às propriedades físicas e mecânicas. Concluiu
que as argamassas com casca de arroz apresentaram bom comportamento
mecânico com relação às argamassas sem a casca de arroz, concluindo desta
forma que a utilização deste produto é viável do ponto de vista físico e
mecânico do produto, porém recomenda-se percentuais inferiores a 20%.
2.2.2 Lodo
KANGUE et al., (2007) estudaram a substituição parcial do agregado
miúdo (areia) por lodo no estado seco e moído, da Estação de Tratamento de
Água (ETA) de São Carlos, em concretos e argamassas, além disso
desenvolveram também estudos sobre a utilização de entulho de concreto da
Usina de Reciclagem de Resíduos de Construção e Demolição de São Carlos,
em substituição de parte do agregado graúdo (pedra britada). As argamassas
alternativas produzidas com entulho do concreto e lodo de ETA apresentaram
melhor resistência à compressão axial que as argamassas produzidas com
agregado miúdo natural (areia) e lodo de ETA.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
34
2.2.3 Cinza da casca do arroz
SOUZA (2008) utilizou a cinza da casca do arroz em substituição parcial
do aglomerante (cimento) para confecção de argamassas, com o objetivo de
melhorar as propriedades físicas e mecânicas. As argamassas obtiveram
comportamento mecânico superior as argamassas convencionais (sem CCA).
TIBONI (2007) estudou a viabilidade da aplicação de um resíduo das
termoelétricas da indústria de beneficiamento do arroz, a cinza da casca do
arroz (CCA), como adição mineral em concretos duráveis. Os resultados
evidenciaram que o uso da CCA em compósitos à base de cimento é viável,
além de ser ecologicamente correto.
2.2.4 Fibras de polipropileno
SILVA (2006) pesquisou a influência da adição de fibras de polipropileno
em argamassas para revestimento, quanto ao seu comportamento mecânico e
reológico. Constatou-se que a adição destas fibras influencia na reologia das
argamassas, pois apresentaram alterações no teor de ar incorporado, além de
modificarem as características da matriz original e influenciaram também no
que diz respeito ao comportamento mecânico.
2.2.5 Cinza da casca da castanha do caju
LIMA et al., (2008) em sua pesquisa, avaliaram a viabilidade técnica do
uso da cinza da casca da castanha de caju (CCCC) como adição mineral em
matrizes de cimento Portland. Esta avaliação foi realizada através de estudos
da pozolanicidade e da resistência mecânica de argamassas. Os resultados
obtidos para o índice de pozolanicidade (IP) das amostras com CCCC não
atingiram o valor mínimo exigido pelas normas, mas o IP não pode ser
considerado o único parâmetro a ser avaliado para determinar a reatividade de
uma cinza. Avaliaram-se também a resistência à compressão da argamassa
com teores de CCCC e os resultados obtidos indicaram que apenas os teores
abaixo de 5% de CCCC apresentaram valores correspondentes ao traço
convencional (sem CCCC) e os valores de CCCC acima de 5% reduziram em
mais de 70% os valores da resistência à compressão das argamassas até os
91 dias.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
35
2.2.6 Fibras de coco e de sisal
TOLEDO FILHO (1990) apud SOUZA (2008) utilizou fibras de coco e de
sisal, misturadas ao solo para melhorar suas propriedades e deu início a
estudos neste domínio. Em seguida, SOUSA (1993), em sua dissertação de
mestrado, deu início a um estudo de solos estabilizados com fibras vegetais,
para a fabricação de tijolos prensados.
2.3 Argamassas
Há vários registros de uso de argamassas pelos egípcios, etruscos,
gregos e romanos, mas acredita-se que as primeiras argamassas surgiram na
Pérsia antiga, onde se usava alvenaria de tijolos secos, com assentamento de
argamassas de cal (ROCHA, 2005). Em Roma durante o Império Romano, as
argamassas se desenvolveram como sistema construtivo, sendo assim
utilizadas e aprimoradas desde então.
As primeiras misturas utilizadas na junção de blocos de alvenaria são
chamadas de “argamassas”, palavra que etimologicamente corresponde a
misturas de cal, água e areia para construções (GUIMARÃES E CINCOTTO,
1985 apud ROCHA, 2005).
No Brasil as argamassas passaram a ser utilizadas no primeiro século
de sua colonização, para assentamento de alvenaria de pedra. Este material é
empregado no assentamento de alvenarias e na execução de revestimentos,
logo a argamassa deve ter as seguintes características: economia, poder de
incorporação da areia, plasticidade, aderência, retenção de água,
homogeneidade, compacidade, resistência a infiltração, à tração e à
compressão e durabilidade. Cada tipo de aplicação necessita diferentes
características e propriedades correlacionadas aos materiais empregados.
As argamassas são constituídas por material ativo e material inerte, que
são a pasta e o agregado miúdo respectivamente. A pasta é uma mistura do(s)
aglomerante(s) com água sendo responsável pela ligação dos grãos de areia
entre si, com a função de formar uma mistura homogênea. O material inerte
oferece uma economia no produto final e ajuda a eliminar em parte a retração
por secagem.
As argamassas podem ser utilizadas em:
• assentamento de tijolos e blocos, azulejos, ladrilhos, cerâmicas e tacos;
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
36
• impermeabilização de superfícies;
• regularização (tapar buracos, eliminar ondulações, nivelar e aprumar) de
paredes, pisos e tetos;
• dar acabamento às superfícies (liso, áspero, rugoso, etc.).
2.3.1 Materiais componentes das argamassas
2.3.1.1 Cimento
Cimento Portland é uma substância alcalina, cuja composição é formada
em sua maior parte de silicatos e aluminatos de cálcio que, por hidrólise,
originam compostos cristalinos hidratados e gel. Os silicatos e aluminatos
liberam hidróxido de cálcio durante a reação com a água. Os cristais aciculares
acabam se entrelaçando à medida que avança o processo de hidratação,
criando a estrutura que vai assegurar a resistência típica das pastas,
argamassas e concretos (TAYLOR, 1992 apud MILANI, 2008).
De acordo com MILANI (2008) o processo tecnológico de obtenção do
aglomerante hidráulico acontece através da mistura de rocha calcária (britada e
moída) com a argila (moída). Essa mistura passa por um forno giratório, com
temperatura que atinge até 1450 °C. O calor transforma a mistura em um novo
material chamado de “clínquer”, que é um composto granulado, escuro, fosco,
com propriedades hidráulicas (Figura 2.1).
O clínquer do cimento Portland sai do forno como uma mistura de duas
fases de silicatos bem cristalizados, os quais são conhecidos como: silicatos
tricálcicos ou alita (C
3
S), silicatos dicálcico ou belita (C
2
S), e uma fase
intersticial composta de fase aluminato (C
3
A) e a fase ferrita (C
4
AF), mais ou
menos cristalizada. Além destas fases, também podem ser encontradas
poucas impurezas como o periclásio (MgO), óxido de cálcio endurecido (CaO)
e sulfatos alcalinos (TIBONI, 2007).
O silicato tricálcico (C
3
S) é normalmente preponderante (50% a 70%) na
composição do cimento Portland e aparece no formato de pequenos grãos de
dimensionais equivalentes e incolores (NEVILLE, 1997 apud TIBONI, 2007). O
C
3
S reage nos primeiros minutos e ocasiona elevado calor de hidratação, além
de propiciar baixa resistência e forte retração. Os cimentos de alta resistência
inicial (ARI) são ricos em C
3
S.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
37
Figura 2.1 – Clinquer
Fonte: BATAGIN, (2004)
O silicato dicálcico é responsável pelo desempenho mecânico nas
idades iniciais e proporciona alto desprendimento de calor e a liberação de
cerca de 40% de massa de hidróxido de cálcio (CH) (SOUZA, 2008). O C
2
S
pode ter três, ou até quatro, formas e representa de 15% a 30% do clínquer.
Pastas com C
2
S endurecem lentamente nos primeiros 28 dias oferecendo,
mesmo no final deste período, pouca resistência. Entretanto, depois deste
período, a resistência aumenta rapidamente e em 1 ano alcança a resistência
do C
3
S. Este fato se deve à estrutura muito mais compacta do C
2
S comparada
à do C
3
S (TIBONI, 2007).
O aluminato tricálcico (C
3
A) constitui aproximadamente 5 a 10% do
clínquer do cimento Portland. O C
3
A possui pega quase que instantânea, tendo
também ocorrência rápida de reação com grande produção de calor. Para
resistência mecânica, o C
3
A não é muito importante e não apresenta
resistência à ação de águas agressivas.
O ferroaluminato tetracálcico (C
4
AF), apresenta pega em poucos
minutos, mas não instantânea, apresenta baixa resistência mecânica sendo
inferior a do C
3
A. Possui boa resistência ao ataque de sulfetos (SOUZA, 2008).
Para que o cimento Portland seja utilizado de forma adequada com suas
propriedades inalteradas se faz necessário o uso de um armazenamento
adequado. Devem ser evitadas as correntes de ar, pois o anidrido carbônico do
ar e a umidade fazem com que ocorra a hidratação e carbonatação da cal livre.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
38
De acordo com a NBR 6118 (ABNT, 2003) o armazenamento do cimento
deve ser efetuado em local protegido de intempéries, da umidade e de outros
agentes nocivos a sua qualidade.
O armazenamento se faz necessário devido não poder ter desperdícios
deste produto, pois nas argamassas o cimento Portland é o material de maior
custo, sendo sua proporção necessária para que se possa obter,
economicamente, uma argamassa com características e durabilidade
satisfatórias para um determinado fim.
As argamassas mais ricas em cimento Portland tendem a apresentar
maiores resistências mecânicas e impermeabilidade, porém isso pode
ocasionar o aumento da ocorrência de formação de fissuras devido à
hidratação do cimento provocar o enrijecimento e alterações na consistência
inicial pela perda de parte da água de amassamento (MÜLLER, 1993 apud
ROCHA, 2005).
As argamassas empregadas na construção civil não exigem resistências
tão elevadas, pois de acordo com a NBR 13281 (ABNT, 1995) os valores
variam de 0,1 MPa a 8,0 MPa, sendo possível obter esses valores com o uso
de materiais alternativos que não prejudiquem as propriedades mecânicas
estabelecidas pelas normas e que tampouco ocasionem patologias a estas
argamassas.
2.3.1.2 Cal Hidratada
A NBR 7175 (ABNT, 1992) define a cal hidratada como sendo um pó
seco proveniente da hidratação da cal virgem, constituída essencialmente de
hidróxido de cálcio (Ca(OH)
2
) ou de uma mistura de Ca(OH)
2
e hidróxido de
magnésio (Mg(OH)
2
), ou também, de uma mistura de Mg(OH)
2
e óxido de
magnésio (MgO), sendo designada de acordo com os teores de óxido não
hidratados e de carbonatos.
A cal é usada com o propósito de unir e revestir as alvenarias, devido à
plasticidade e durabilidade que acrescenta às argamassas. Deve-se ter
bastante cautela ao se comprar e até mesmo no preparo, para que sejam
evitados problemas como rachaduras e desprendimento.
A cal hidratada possui várias propriedades que favorecem a sua
utilização como, por exemplo, a trabalhabilidade, boa aderência, rendimento,
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
39
retenção de água, durabilidade, agir como bactericida, entre outros. Tem-se
com o uso da cal uma melhor trabalhabilidade, boa aderência e maior
rendimento na mão-de-obra.
Além destas características a cal hidratada tem enorme capacidade de
retenção de água em torno de suas partículas, favorecendo desta maneira a
reação desta com o cimento Portland. Por ser um produto alcalino, a cal
hidratada impede a oxidação das ferragens e, também por essa característica,
atua como bactericida e fungicida. Além disso, evita que se formem manchas e
apodrecimento precoce dos revestimentos.
Argamassas que possuem cal hidratada como constituinte têm boa
resistência à compressão, tanto para assentamentos como para revestimentos,
apresentam também baixo módulo de elasticidade, ou seja, absorvem melhor
as pequenas movimentações das construções, evitando trincas, fissuras e até
o descolamento dos revestimentos.
A cal é obtida através de um processamento de rochas. Para rochas
carbonatadas de calcário (variedade de rocha onde o constituinte principal é o
carbonato de cálcio), o agregado obtido é submetido à ação do calor (processo
denominado calcinação) em fornos apropriados, com temperatura entre 850 ºC
e 1200 ºC. Nesta reação química, o carbonato de cálcio, sob a ação do calor,
se decompõe, formando o óxido de cálcio (cal) e o dióxido de carbono, sendo
que este gás se desprende resultando basicamente a cal. A reação ocorrida
esta representada na Equação (2.1) a seguir:
CaCO
3
(Calcário) + calor → CaO + CO
2
(cal virgem) Equação (2.1)
Esta reação produz a cal denominada de “cal virgem” ou “cal aérea”.
Nesta fase a cal ainda não pode ser utilizada, pois se faz necessário a moagem
deste material, e logo após pode ser misturada com água em proporções
adequadas. O resultado deste processo é o hidróxido de cálcio (cal hidratada),
que pode ser representado na Equação (2.2).
CaO + H
2
O → Ca(OH)
2
(cal hidratada) Equação (2.2)
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
40
Quando a cal hidratada é utilizada no preparo de uma argamassa e
posteriormente aplicada, ocorre a seguinte reação: a água excedente evapora
e o dióxido de carbono presente na atmosfera penetra no revestimento,
resultando na formação da "rocha carbonatada". A Figura 2.2 ilustra este
fenômeno.
Figura 2.2 – Ilustração da reação da cal hidratada quando utilizada em
argamassa
Fonte: PEZENTE, (2009)
Para cal hidratada derivada de rochas carbonatadas o processo químico
que ocorre pode ser representado pela Equação (2.3).
Ca(OH)
2
+ CO
2
→ CaCO
3
+ H
2
O Equação (2.3)
De acordo com o processo ilustrado, percebe-se que a cal hidratada
retorna à sua condição inicial que era a de rocha calcária, tendo como
resultando final uma argamassa estável e resistente.
O processo do endurecimento acontece de forma lenta e propaga de
fora para dentro e devido a isso exige que a superfície tenha certa porosidade
para permitir a evaporação da água excedente, e ao mesmo tempo permitir
penetração do dióxido de carbono presente na atmosfera. Devido o
endurecimento ser lento é adicionado à mistura o cimento Portland, que
promove a aderência e resistência inicial do revestimento.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
41
2.3.1.3 Areia
A areia é um agregado miúdo de grãos consistentes e provêm como
material de construção, de rios, cavas, britagem, escórias, praias e dunas. Elas
podem ser classificadas como natural ou artificial. A natural é originada da
desagregação de rochas em conseqüência da ação de agentes atmosféricos,
sendo de areias de rios, de minas e do mar. As naturais são obtidas pela
trituração de rochas, sendo consideradas areias puras e devido a isso possui
um custo mais elevado.
A principal aplicação da areia é na fabricação de concretos e
argamassas onde, em conjunto com um aglomerante (pasta de cimento
Portland/água), constituem uma rocha artificial, com diversas utilidades em
engenharia de construção.
De acordo com a NBR 7200 (ABNT, 1982), as areias utilizadas nas
argamassas devem ser constituídas de grãos mistos de composição
identificável em ensaios de laboratório. As areias, além de possibilitarem a
fabricação de argamassas de natureza mais econômica do ponto de vista
financeiro, tendo como base que o custo unitário da areia é inferior quando
comparado ao do cimento, podem também favorecer outras propriedades tais
como: redução da retração da pasta de cimento, aumento da resistência ao
desgaste, melhor trabalhabilidade e aumento da resistência ao fogo.
A areia é extraída em unidades de mineração chamadas de areais ou
portos de areia, podendo ser extraída do leito de rios, depósitos lacustres,
veios de areia subterrâneos (minas) ou de dunas. O sistema de mineração da
areia pode ser observado na Figura 2.3.
As areias naturais quartzosas são as mais utilizadas na fabricação de
argamassas, sendo em especial a areia lavada proveniente de areais (portos
de areias), e a pedra britada proveniente de pedreiras. Este material tem a
denominação de agregado miúdo (areia natural ou resultante de britamento de
rochas estáveis) devido seus grãos passarem na peneira de malha 4,8 mm e
ficarem retidos na de 0,075 mm. As areias podem ser classificadas de acordo
com sua dimensão como pode ser observado na Tabela 2.4, de acordo com as
prescrições da NBR 7211 (ABNT, 1982) e na Figura 2.4 exemplos de areias de
granulometria grossa e média.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
42
Figura 2.3 – Mineração de areia
A NBR 7200 (ABNT, 1982) prescreve que o teor de materiais finos de
natureza argilosa não deve ultrapassar 5% em massa nas areias para
argamassas. Podendo desta forma, ser nocivos quando envolvem grãos de
agregado, aderindo a eles ou até mesmo quando se apresentam em forma de
aglomerante.
A quantidade de água utilizada em uma mistura e a acomodação das
partículas (empacotamento) são influenciadas diretamente pelas características
do agregado miúdo utilizado. A finura do material é diretamente proporcional a
quantidade de água utilizada, ou seja, quanto mais fino o agregado miúdo
maior deve ser a quantidade de água necessária para obter a trabalhabilidade
adequada.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
43
Tabela 2.4 – Classificação do agregado miúdo quanto à dimensão
Tipo de areia
Tamanho nominal (mm)
Módulo de finura
(MF)
Mínima Máxima
Muito fina 0,15 0,60 MF < 2,0
Fina 0,60 1,20 2,0 < MF < 2,4
Média 1,20 2,40 2,4 < MF < 3,2
Grossa 2,40 4,80 MF >3,2
Figura 2.4 – Agregado miúdo
A forma das partículas do agregado miúdo tem influencia quanto à
questão do empacotamento, pois o teor de vazios diminui com o aumento do
teor de material arredondado.
A forma dos agregados é determinada através do número de
angulosidade (NA), verificado na Equação 2.4.
O NA é definido subtraindo-se
de 67 a porcentagem de volume de sólidos em um recipiente preenchido com
agregados segundo um procedimento estabelecido (TIBONI, 2007).
O número
67 representa a porcentagem de volume sólido do agregado mais arredondado.
Quanto maior o número, mais anguloso o agregado. O número de
angulosidade geralmente está entre 0 e 11.
Equação (2.4)
Onde:
m = massa contida no recipiente (g)
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
44
ρ
areia
= massa específica da areia (g/cm
3
)
V
R
= volume do recipiente
2.3.2 Propriedades das argamassas
As argamassas possuem suas propriedades de acordo com o estado em
que se apresenta, seja ele fresco ou endurecido.
2.3.2.1 Propriedades das argamassas no estado fresco
2.3.2.1.1 Consistência
Corresponde a resistência das argamassas no estado fresco as
deformações que lhe são impostas, adequando-se a quantidade de água
utilizada influenciando-se pelos seguintes fatores: relação água/aglomerante,
relação aglomerante/areia, granulometria da areia, natureza e qualidade do
aglomerante.
Diversos autores classificam as argamassas, segundo a consistência,
em secas, onde a pasta preenche os vazios entre os grãos, plásticas, onde a
pasta forma uma fina película e atua como lubrificante na superfície dos grãos
dos agregados, e em fluidas, onde os grãos ficam imersos na pasta (SILVA,
2006).
Para a avaliação da consistência da argamassa é utilizada no Brasil a
mesa de consistência (flow table) prescrita pela NBR 7215 (ABNT, 1996) e são
realizados procedimentos de ensaio para determinação do índice de
consistência prescrito pela NBR 13276 (ABNT, 1995). Entretanto, apesar da
grande utilização, este é um dos ensaios mais criticados, pois vários são os
autores que comentam que a mesa não tem sensibilidade para medir a reologia
da argamassa (GOMES et al., 1995; YOSHIDA & BARROS, 1995; CAVANI et
al., 1997; PILLEGI, 2001; JOHN, 2003; NAKAKURA, 2003; BAUER et al., 2005;
ANTUNES, 2005 apud SILVA, 2006).
2.3.2.1.2 Trabalhabilidade
É a propriedade das argamassas que determina a facilidade com que
elas podem ser misturadas, transportadas, aplicadas, consolidadas e
acabadas, em uma condição homogênea. Também pode ser considerada
como a conjunção de outras propriedades, como: consistência, plasticidade,
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
45
exudação de água, coesão interna, tixotropia, adesão, densidade de massa e
retenção de água (RILEM, 1982 apud ROCHA, 2005).
Avaliar, quantificar e prescrever valores de trabalhabilidade das
argamassas por meio de ensaios é uma tarefa muito difícil, uma vez que ela
depende não só das características intrínsecas da argamassa, mas também da
habilidade do pedreiro que está executando o serviço e de várias propriedades
do substrato, além da técnica de aplicação (CASCUDO et al., 2005 apud
SILVA, 2006).
2.3.2.1.3 Plasticidade
É a propriedade pela qual a argamassa tende a conservar-se deformada
após a retirada de tensões de deformação. Esta propriedade é influenciada
pelo teor de ar, natureza e teor de aglomerantes e pela intensidade de mistura
das argamassas (RILEM, 1982 apud ROCHA, 2005).
Segundo CASCUDO et al., (2005), a plasticidade adequada para cada
mistura, de acordo com a finalidade e forma de aplicação da argamassa,
demanda uma quantidade ótima de água a qual significa uma consistência
ótima, sendo esta função do proporcionamento e natureza dos materiais.
2.3.2.1.4 Retenção de água
É a propriedade que está associada à capacidade da argamassa fresca
manter a sua trabalhabilidade quando sujeita a solicitações que provocam
perda de água de amassamento, seja por evaporação ou pela absorção de
água da base.
Esta propriedade interfere não só no trabalho de acabamento do
revestimento, mas também em suas propriedades no estado endurecido
(SELMO, 1989 apud ROCHA, 2005).
2.3.2.1.5 Densidade de massa e teor de ar incorporado
A densidade de massa corresponde à relação entre a massa e o volume
de material, sendo importante por ser um dos fatores que afetam a
trabalhabilidade do material, pois à medida que a densidade diminui, a
argamassa se torna mais leve e com melhor trabalhabilidade.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
46
O teor de ar incorporado é a quantidade de ar existente em certo volume
de argamassa. À medida que o teor de ar aumenta, a densidade da argamassa
diminui, interferindo diretamente em outras propriedades da argamassa no
estado fresco, como a trabalhabilidade, ou seja, uma argamassa com menor
densidade de massa e maior teor de ar, apresenta melhor trabalhabilidade,
afetando negativamente quanto às propriedades de resistência mecânica e a
aderência da argamassa, que são propriedades importantes para que as
argamassas sejam utilizadas.
2.3.2.1.6 Adesão
Adesão corresponde à aderência da argamassa no estado fresco ao
substrato. A ocorrência desta adesão depende das características de
trabalhabilidade, porosidade ou rugosidade, ou até mesmo de um tratamento
prévio que aumente a superfície de contato entre os materiais.
A adesão inicial ou a aderência da argamassa no estado fresco ao
substrato a revestir deve-se, em princípio, às características reológicas da
pasta aglomerante; a baixa tensão superficial da pasta, sendo função inversa
do consumo de aglomerantes, é o que propicia a sua adesão física ao
substrato, assim como aos próprios grãos do agregado miúdo (SELMO, 1989
apud SILVA, 2006).
2.3.2.2 Propriedades das argamassas no estado endurecido
2.3.2.2.1 Resistência mecânica
É definida como a capacidade das argamassas resistirem às tensões de
compressão, tração ou cisalhamento. Esta propriedade das argamassas está
diretamente ligada à natureza e dosagem dos materiais e também da relação
água/aglomerante (ROCHA, 2005).
De acordo com CARASEK (2007) apud SANTOS (2008) a resistência
mecânica diz respeito à propriedade dos revestimentos de possuírem um
estado de consolidação interna capaz de suportar esforços mecânicos das
mais diversas origens e que se traduzem, em geral, por tensões simultâneas
de tração, compressão e cisalhamento.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
47
A NBR 13281 (ABNT, 1995) prescreve que os requisitos mecânicos e
reológicos das argamassas devem estar em conformidade com as exigências
indicadas na Tabela 2.5.
Tabela 2.5 – Exigências mecânicas e reológicas para argamassas de acordo
com a NBR 13281 (ABNT, 1995)
Características Identificação Limites Método
Resistência à
compressão aos
28 dias (MPa)
I
II
III
≥ 0,1 e < 4,0
≥ 4,1 e ≤ 8,0
> 8,0
NBR 13279
(ABNT, 2004)
Capacidade de
retenção de água
(%)
Normal
Alta
≥ 80 e ≤ 90
> 90
NBR 13277
(ABNT, 1995)
Teor de ar
incorporado (%)
A
B
C
< 8
≥ 8 e ≤ 18
> 18
NBR 13278
(ABNT, 1995)
Fonte: SANTOS, (2008)
2.3.2.2.2 Retração
Este fenômeno está associado com a variação do volume da pasta
aglomerante e tem grande importância no desempenho das argamassas
aplicadas especialmente quanto à estanqueidade e durabilidade.
A retração se inicia no estado fresco e se prolonga após o
endurecimento do material. Quando a secagem é lenta, a argamassa tem
tempo suficiente para adquirir resistência à tração necessária para suportar as
tensões internas que ocorrem. Mas, quando o clima é quente, seco e com
ventos, ocorre o aceleramento da perda de água e surgimento de fissuras.
A influência da quantidade de água para esta propriedade é de suma
importância, pois quando se possui alta relação água/aglomerante, a pasta,
retrai ao perder a água em excesso de sua composição. Pode-se dizer que
parte desta retração é conseqüência das reações químicas da hidratação do
cimento, o fator predominante é devido provavelmente à secagem.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
48
2.3.2.2.3 Aderência
Corresponde à propriedade que permite a argamassa absorver tensões
tangenciais (cisalhamento) ou normais (tração) na superfície da interface com a
base sem romper-se (ROCHA, 2005).
Segundo SABATTINI (1984) se houver um aumento do teor relativo de
cimento no aglomerante pode-se aumentar ou diminuir a capacidade de
aderência, dependendo das características do substrato.
A aderência à alvenaria é dividida em dois tipos descritos a seguir
(CARVALHO JR et al., 2005 apud SILVA, 2006):
• aderência química: corresponde a resistência de aderência que advém
de forças covalentes ou forças de Van der Waals, desenvolvidas entre a
unidade de alvenaria e os produtos da hidratação do cimento;
• aderência mecânica: formada pelo intertravamento mecânico dos
produtos da hidratação do cimento, transferidos para a superfície dos poros
dos blocos de alvenarias devido ao efeito da sucção ou absorção capilar.
Alguns fatores como processo de execução do revestimento, condições
climáticas e os materiais utilizados, correspondem a uma variabilidade de até
33% nos resultados do ensaio de aderência. Os resultados do ensaio de
resistência de aderência à tração devem ser analisados em relação ao tipo de
ruptura ocorrido, pois tanto o fato de romper na interface argamassa/substrato
(aderência pura) quanto no interior dos materiais (falha de estruturação
interna) representam fraturas no sistema de revestimento (GONÇALVES, 2004
apud SILVA, 2006).
2.3.2.2.4 Permeabilidade
De acordo com ROCHA (2005), permeabilidade da argamassa
corresponde à propriedade que identifica a possibilidade da passagem de água
através do material, componente ou elemento de construção. É influenciada
principalmente pelos seguintes fatores: proporção e natureza dos materiais
constituintes, pela técnica de execução, pela espessura da camada, pela
natureza da base e por fissuras existentes (KAZMIERCZAK, 2004).
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
49
2.1.2.2.5 Módulo de elasticidade
Elasticidade é a capacidade que a argamassa no estado endurecido
apresenta em se deformar sem apresentar ruptura quando sujeita a
solicitações diversas, e de retornar à dimensão original inicial quando cessam
estas solicitações (SABBATINI, 1984 apud SILVA, 2006).
A elasticidade é, portanto, uma propriedade que determina a ocorrência
de fissuras no revestimento e, dessa forma, influi decisivamente sobre o grau
de aderência da argamassa à base e, conseqüentemente, sobre a
estanqueidade da superfície e sua durabilidade (CINCOTTO et al., 1995 apud
SILVA, 2006).
2.3.3 Tipos de argamassa
As argamassas são classificadas de acordo com sua finalidade em:
argamassas para assentamento e argamassas para revestimento.
2.3.3.1 Argamassa para assentamento
As argamassas de assentamento são utilizadas para construção de
paredes e muros de tijolos ou blocos, além de servirem também para
colocação de cerâmicas, azulejos, ladrilhos, etc.
As propriedades das argamassas de assentamento para que
apresentem um bom desempenho são: trabalhabilidade, aderência, resistência
mecânica e capacidade de absorver deformações.
Estas argamassas possuem as seguintes funções:
• Unir os elementos de alvenaria e dar contribuição na resistência de
esforços laterais.
• Distribuir uniformemente as cargas atuantes na parede por toda área
resistente aos elementos de alvenaria.
• Selar as juntas para evitar a penetração das águas das chuvas.
• Absorver as deformações que ocorrem naturalmente na alvenaria, como
as de origem de retração por secagem, térmica, entre outras.
Na Figura 2.5 pode-se observar a utilização desta argamassa no
processo de execução de uma parede de alvenaria.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
50
Figura 2.5 – Utilização de argamassa de assentamento na confecção de
parede de alvenaria
Fonte: <http://www.br.ambientar.com.ar> e <www.cimpor-portugal.pt>
2.3.3.2 Argamassa para revestimento
As argamassas de revestimento são utilizadas para revestir paredes,
tetos e muros, os quais posteriormente recebem acabamento como
revestimentos cerâmicos, pinturas e etc.
As argamassas para revestimento apresentam as seguintes funções:
• Proteger os elementos de vedação e a estrutura da edificação contra a
ação direta dos agentes agressivos e, por conseqüência, evitar sua
degradação precoce, aumentar a durabilidade e reduzir os custos de
manutenção dos edifícios.
• Auxiliar as vedações nas seguintes funções: isolamento térmico e
acústico, estanqueidade à água e gases e segurança ao fogo.
• Regularizar a superfície dos elementos de vedação, servindo de base
regular para outro revestimento ou constituir-se no acabamento final.
• Colaborar para a estética de vedações e fachadas.
A função do revestimento não é corrigir falhas ou imperfeições
grosseiras, como por exemplo, o desaprumo e desalinho provenientes da
ausência de cuidado na execução de estruturas ou paredes. É seriamente
prejudicial ao revestimento encobrir tais falhas com a massa.
O revestimento pode ser classificado como:
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
51
Chapisco
É a camada de preparação da base, de espessura irregular e tem como
finalidade uniformizar a superfície quanto à absorção e melhorar a aderência
do revestimento. Este tipo de revestimento pode ser utilizado ou não
dependendo da natureza da base. Fatores que interligam diretamente a
utilização deste revestimento são:
• Limitações na capacidade de aderência da base: quando a superfície é
muito lisa ou com porosidade inadequada.
• Revestimento diretamente sujeito a ações de maior intensidade: os
revestimentos externos em geral e revestimentos de teto.
Emboço
O emboço, ou massa grossa, é a camada que tem como principal função
a regularização da superfície da alvenaria, tendo espessura média entre 15 mm
e 25 mm. Este revestimento é aplicado diretamente sobre a base previamente
preparada (com ou sem chapisco) e posteriormente recebe as camadas do
revestimento (reboco, cerâmica, ou outro tipo de revestimento), devendo desta
maneira apresentar porosidade e textura superficiais que permitam boa
aderência do acabamento final. A porosidade e a textura superficial são
determinadas pela granulometria dos materiais e pela técnica de execução.
Reboco
O reboco, ou massa fina, é a camada de argamassa que serve de
acabamento. É aplicada sobre o emboço, e sua espessura é apenas o
suficiente para constituir uma película contínua sobre o emboço, com no
máximo 5 mm de espessura.
Este é responsável pela textura superficial final, sendo a pintura, em
geral, aplicada diretamente sobre o mesmo. Para este revestimento deve-se
utilizar uma argamassa que tenha capacidade de suportar deformações, pois
neste não deve ter nenhuma fissura, principalmente quando se trata de
aplicações externas.
O reboco quando exposto à intempéries, pode necessitar de cuidados
especiais, como por exemplo, o uso de impermeabilizantes.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
52
Massa única
Massa única ou também conhecida como emboço paulista é o
revestimento que permite pintura executada em uma única camada. Esta
argamassa tem que resultar em um revestimento que apresente funções tanto
de emboço quanto de reboco, ou seja, regularização da base e acabamento
respectivamente.
Materiais e Métodos
CAPÍTULO 3
Materiais e Métodos
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
54
3. Materiais e métodos
3.1 Materiais
3.1.1 Cimento
Para o desenvolvimento da pesquisa foi utilizado o cimento Portland
CPIIF-32 da marca CIMPOR Brasil. Este cimento foi utilizado por não conter
pozolana em sua constituição, pois a cinza da casca do arroz será utilizada
com esta função. O cimento foi adquirido no mercado varejista em sacos de 50
kg e posteriormente acondicionado em sacos plásticos para evitar ocorrência
de hidratação.
3.1.2 Cal
A cal utilizada foi a comercialmente conhecida como “MegaÓ”,
adquirida no mercado em sacos plásticos de 10 kg. A cal foi retirada da
embalagem comercial e acondicionada em sacos plásticos devidamente
lacrados de forma a não modificar as propriedades originais.
3.1.3 Cinza da casca do arroz (CCA)
A cinza utilizada nesta pesquisa foi proveniente da cidade de Caicó –
RN, com queima realizada a céu aberto. A cinza foi passada em peneira ABNT
nº 200 (0,074 mm) e armazenado em sacos plásticos.
3.1.4 Agregado miúdo
O agregado miúdo utilizado foi areia oriunda do Rio Paraíba. A areia foi
seca em estufa a uma temperatura de 110 ºC, passada na peneira ABNT nº 4
(4,8 mm), sendo desprezado o material retido, com a finalidade de diminuir a
influência da zona de transição entre o agregado e a pasta (SOUZA, 2008).
3.1.5 Água
Foi utilizada água potável, fornecida pela Companhia de Águas e
Esgotos da Paraíba, para o sistema de abastecimento da cidade de Campina
Grande – PB.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
55
3.2 Metodologia da pesquisa
Esta pesquisa foi desenvolvida a partir da caracterização dos materiais
utilizados para posteriormente serem confeccionadas argamassas de
assentamento e revestimento.
Foram estudadas as seguintes proporções, ou seja, os traços em massa
utilizados foram, 1:2:9 (cimento:cal:areia) e 1:1:6 (cimento:cal:areia) sendo
confeccionadas argamassas sem CCA (chamadas de referência) e as
argamassas com CCA (chamadas de alternativas) que tiveram percentuais de
6%, 9%, 15%, 20% e 30% como substituto parcial do cimento.
A quantidade de água utilizada na produção das argamassas foi
determinada através do índice de consistência utilizando a mesa flow table
seguindo as prescrições da NBR 13276 (ABNT, 1995). As argamassas foram
confeccionadas em moldes cilíndricos com dimensões de 5 x 10 cm (diâmetro x
altura). A cura destas argamassas foi realizada em câmara úmida saturada
com cal para evitar carbonatação para períodos de 28, 63 e 91 dias.
Por fim avaliou-se a influência da cinza da casca do arroz a partir dos
traços utilizados, nas propriedades físicas e mecânicas das argamassas no
estado fresco e endurecido.
Na Figura 3.1, estão apresentadas as etapas dos ensaios realizados na
pesquisa.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
56
Figura 3.1 – Fluxograma das etapas dos ensaios realizados na pesquisa
Coleta de amostras
Ensaios de caracterização
Material convencional
Material alternativo
Cimento
Cal
CCA
Areia
Módulo de finura
Massa unitária
Massa especifica real
Superfície específica
Composição química
TG e DTA
Granulometria a laser
DRX
Granulometria
Massa unitária
Massa especifica
real
Teor de materiais
pulverulentos
Módulo de finura
Massa unitária
Massa especifica real
Superfície específica
Atividade pozolânica
Composição química
TG e DTA
Granulometria a laser
DRX
Determinação do índice de consistência, traços em massa 1:2:9 e 1:1:6
Moldagem dos corpos de prova (5 x 10) cm
Referência
Alternativas com CCA
Determinação das propriedades físicas e mecânicas
Estado fresco Estado endurecido
Densidade de massa
Teor de ar incorporado
Resistência à compressão simples
Absorção por imersão em água
Densidade de massa
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
57
3.2.1 Preparação da cinza da casca do arroz
A cinza da casca do arroz foi utilizada nesta pesquisa como um material
com propriedades aglomerantes. Esta cinza ao chegar ao laboratório passou
por uma moagem prévia com duração de 2 horas para que fosse obtido
partículas mais finas e em seguida foi passada em peneira ABNT nº 200 (0,074
mm). A proposta de usar um material alternativo sem tratamento térmico é
justificada pelo fato de tentar utilizar um material fácil acesso e que tivesse um
menor consumo energético para sua preparação.
3.2.2 Caracterização física
Os materiais utilizados passaram por um processo de caracterização
inicial. Na Tabela 3.1 estão apresentados todos os ensaios para caracterização
física.
Tabela 3.1 – Ensaios realizados para caracterização física dos materiais
Ensaio Norma da ABNT
Módulo de finura NBR 11579 (ABNT, 1991)
Massa unitária NBR 7251 (ABNT, 1982)
Massa específica real NBR’s 6474 (ABNT, 1998) e 9776 (ABNT,
1987)
Granulometria NBR 7217 (ABNT, 1982)
Teor de materiais pulverulentos NBR 7219 (ABNT, 1982)
Superfície específica (Blaine) NBR NM 76 (ABNT, 1998)
3.2.3 Caracterização mineralógica
3.2.3.1 Análise térmica
Este análise foi realizada para os materiais com caráter aglomerante nas
argamassas que são cimento, cinza da casca do arroz e cal, objetivando a
verificação do comportamento térmico (estabilidade e decomposição), ou seja,
as faixas de temperaturas em que ocorrem as transformações endotérmicas e
exotérmicas. Os ensaios que determinam tal comportamento são as análises
termogravimétricas (TG) e as térmicas diferenciais (DTA), as quais foram
determinadas através do aparelho da marca BP Engenharia, modelo 3020
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
58
(Figura 3.2), com taxa de aquecimento de 12,5 ºC/min. Para execução do
ensaio, utilizou-se uma temperatura máxima de 1000 ºC e para DTA fez-se a
utilização do óxido de alumínio (Al
2
O
3
) calcinado, considerado como padrão.
Figura 3.2 – Aparelho utilizado para determinação das análises térmica
diferencial e termogravimétrica
3.2.3.2 Composição química
Para determinação da composição química realizada nos materiais,
cimento, cinza da casca do arroz e a cal, a técnica utilizada foi à espectrometria
de fluorescência de raios-X (FRX) (Figura 3.3). Esta técnica baseia-se no
princípio de que a absorção de raios-X pelo material provoca a ionização
interna dos átomos, gerando uma radiação característica conhecida como
“fluorescência”. Nesta análise são obtidos os óxidos presentes (SiO
2
, Al
2
O
3
,
Fe
2
O
3
, CaO, MgO, K
2
O, Ti
2
O, entre outros).
Figura 3.3 – Aparelho utilizado para determinação da composição química
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
59
As análises foram realizadas no Laboratório de Caracterização, da
Unidade Acadêmica de Engenharia de Materiais do Centro de Ciências e
Tecnologia da Universidade Federal de Campina Grande – PB.
3.2.3.3 Difração de raios – X
O ensaio de difração de raios – X foi realizado para o cimento, a cinza
da casca do arroz e a cal, tendo como objetivo caracterizá-los
mineralogicamente. Na execução do ensaio utilizaram-se as amostras
passadas em peneira ABNT nº 200, correspondendo ao método conhecido
como método do pó. O aparelho utilizado para realização do ensaio, foi o
Difratômetro SHIMADZU XRD-6000 (Figura 3.4) com radiação CuKα, tensão
de 40kV, corrente de 30 mA, modo fixe time, com passo de 0,02 e tempo de
contagem de 0,6 s, com ângulo 2θ percorrido de 10º a 60º, o mesmo utilizado
por SOUZA (2008).
Figura 3.4 – Difratômetro de raios-X SHIMADZU XRD - 6000
A realização deste ensaio se faz importante devido esta análise ter
caráter qualitativo, pois promove a identificação das fases cristalinas presentes
nas pastas, sendo realizada por análise dos picos presentes no difratograma e
pela comparação com bancos de dados específicos. Com este ensaio é
possível determinar quanto uma amostra é amorfa ou cristalina.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
60
3.2.3.4 Análise granulométrica por difração a laser
Este ensaio foi realizado para o cimento, a cinza da casca do arroz e a
cal. Na execução do ensaio as amostras utilizadas foram passadas em peneira
ABNT nº 200 e então dispersas em 250 ml de água destilada no agitador com
velocidade de 1700 rpm por 10 min. Após agitação a amostra foi colocada em
um equipamento Modelo 1064 da CILAS (Figura 3.5), em modo úmido, até
atingir 150 unidades de difração/área de incidência que é considerada a
concentração ideal.
Figura 3.5 – Equipamento do ensaio de granulometria por difração a laser –
CILAS 1064
Este método consiste na dispersão das partículas do material em fase
líquida utilizando um processo de medida óptica. Neste método é feita uma
relação entre a difração do laser e a concentração e tamanho das partículas
(SOUZA, 2008).
3.2.4 Atividade pozolânica
Para determinação da atividade pozolânica da CCA foi realizado o
ensaio de acordo com a NBR 5751 (ABNT, 1992), que determina a atividade
pozolânica utilizando a cal.
Na execução do ensaio, é determinada a quantidade de água para um
índice de consistência de 225 ± 5 mm de acordo com as prescrições
estabelecidas pela ABNT. Após a determinação da quantidade de água a ser
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
61
utilizada, são moldados três corpos-de-prova cilíndricos com dimensões de 5
cm (diâmetro) x 10 cm (altura).
Depois de 7 dias de cura em câmara úmida, são determinadas as
resistências à compressão simples dos corpos-de-prova moldados. A norma
NBR 5751 (ABNT, 1992) estabelece que para o material seja considerado
pozolânico o valor obtido da resistência a compressão deve ser maior ou igual
a 6,0 MPa.
3.2.5 Determinação do índice de consistência das argamassas
A quantidade de água necessária para as argamassas com a utilização
de adições minerais, que nesta pesquisa faz uso da cinza da casca do arroz,
está diretamente relacionada com o percentual de CCA utilizado e
conseqüentemente da superfície específica e formas das partículas (DAL
MOLIN et al., 2004 apud SOUZA, 2008).
Para confecção das argamassas determinou-se inicialmente o índice de
consistência utilizando os procedimentos prescritos pela NBR 13276 (ABNT,
1995) com a utilização da mesa de consistência, também conhecida como flow
table, descrita pela NBR 7215 (ABNT, 1996). Segundo SILVA (2006), o índice
de consistência padrão proposto pela norma NBR 13276 (ABNT, 1995) é 255
mm ± 10 mm, sendo este o valor utilizado.
O ensaio consiste na medida do espalhamento obtido através de uma
quantidade de argamassa inicialmente moldada em fôrma tronco-cônico sobre
a mesa de consistência (Figura 3.6). A argamassa é moldada em três
camadas, sendo a primeira com 15 golpes, a segunda com 10 golpes, a
terceira com 5 golpes e por fim é retirado o excesso. Em seguida retira-se o
molde tronco-cônico e inicia-se o processo de espalhamento através de 30
golpes em 30s e logo em seguida mede-se os diâmetros ortogonais da
argamassa após a deformação, sendo a média dessas medidas o índice de
consistência padrão. Na Figura 3.7 podem-se observar todos os procedimentos
para determinação do índice de consistência.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
62
Figura 3.6 – Esquema do ensaio de determinação do índice de consistência,
para determinação do espalhamento (“D”) mesa de consistência flow table
Fonte: SILVA (2006)
Com o índice de consistência é possível determinar a relação água/
aglomerante e do teor de água de cada tipo de argamassa. O teor de água é
determinado segundo a NBR 13276 (1995), pela relação água/materiais secos,
multiplicado por 100, expresso em porcentagem.
Figura 3.7 – Procedimentos para determinação do índice de consistência
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
63
3.2.6 Preparação das argamassas
Nesta pesquisa foram utilizados dois tipos de argamassas, as de
assentamento e revestimento, nas proporções 1:2:9 (cimento:CCA:cal:areia) e
1:1:6 (cimento:CCA:cal:areia) em massa, respectivamente. Para os dois tipos
têm-se as argamassas de referência que são as sem adição mineral (sem
CCA) e as argamassas com cinza da casca do arroz com percentuais de 6%,
9%, 15%, 20% e 30%.
Após determinação das proporções fez-se necessário a transformação
das medidas de volume para massa, ou seja, transformar as medidas de m
3
para kg. Esta transformação seguiu os seguintes passos.
Os proporcionamentos dos materiais, em massa, foram definidos de
acordo com a massa unitária de cada material utilizado na produção das
argamassas. Para as argamassas de referência observa-se através da
Equação 3.1, o proporcionamento dos materiais, sendo uma unidade de
volume de cimento, “a” unidades de volume da cal e “b” unidades de volume da
areia. Para os traços com cinza da casca do arroz têm-se na Equação 3.2, “a”
unidades de volume de cimento, “b” unidades de volume da cinza, “c” unidades
de volume cal e “d” unidades de volume da areia.
1 : a : b (Equação 3.1)
a : b : c : d (Equação 3.2)
De acordo com a NBR 7251 (ABNT, 1982) que define massa unitária de
um agregado no estado solto com sendo a relação entre a massa do material
colocado em um recipiente e o volume deste recipiente. Então para facilitar a
transformação do proporcionamento dos materiais de volume para massa, faz-
se a multiplicação das unidades de volume de cada material do traço por suas
respectivas massas unitárias, este procedimento está apresentado nas
Equações 3.3 e 3.4.
1 · m
ucim
: a · m
ucal
: b · m
uareia
(Equação 3.3)
a · m
ucim
: b ·m
uCCA
: c · m
ucal
: d · m
uareia
(Equação 3.4)
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
64
Onde:
m
ucim
: massa unitária do cimento (g/cm
3
)
m
uCCA
: massa unitária do cinza da casca do arroz (g/cm
3
)
m
ucal
: massa unitária da cal (g/cm
3
)
m
uareia
: massa unitária da areia (g/cm
3
)
Ao transformar cada unidade de volume em unidade de massa que
corresponde as Equações 3.3 e 3.4, divide-se estas pela massa unitária do
cimento de forma que se obtenha uma unidade de massa de cimento para os
traços de referência e para as com CCA o valor correspondente ao percentual
de substituição da cinza da casca do arroz, logo a Equação 3.5 e 3.6
demonstra tal procedimento respectivamente.
(Equação 3.5)
(Equação 3.6)
Os valores desta transformação podem ser conferidos na Tabela 3.2,
onde estão os traços em volume e em massa.
Após transformação dos traços em massa, determinou-se o índice de
consistência das argamassas seguindo os critérios estabelecidos pela NBR
13276 (ABNT, 1995) para se obter um espalhamento de 255 mm ± 10 mm, os
valores desta propriedade são encontrados posteriormente. E então foram
moldados em cada traço um correspondente a 4 corpos de prova para
utilização nos ensaios, para os períodos de 28, 63 e 91 dias.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
65
Tabela 3.2 – Valores dos traços em volume e em massa
Traços
Cinza
(%)
cimento:CCA:cal:areia
(m
3
)
cimento:CCA:cal:areia
(kg)
1:2:9
(cimento:%cinza:
cal:areia)
0% 1:0:2:9 1,00:0:1,09:12,22
6% 0,94:0,06:2:9 0,94:0,022:1,09:12,22
9% 0,91:0,09:2:9 0,91:0,033:1,09:12,22
15% 0,85:0,15:2:9 0,85:0,055:1,09:12,22
20% 0,80:0,20:2:9 0,80:0,073:1,09:12,22
30% 0,70:0,30:2:9 0,70:0,110:1,09:12,22
1:1:6
(cimento:%cinza:
cal:areia)
0% 1:0:1:6 1,00:0:0,545:8,14
6% 0,94:0,06:1:6 0,94:0,022:0,545:8,14
9% 0,91:0,09:1:6 0,91:0,033:0,545:8,14
15% 0,85:0,15:1:6 0,85:0,055:0,545:8,14
20% 0,80:0,20:1:6 0,80:0,073:0,545:8,14
30% 0,70:0,30:1:6 0,70:0,110:0,545:8,14
3.2.7 Moldagem das argamassas
Foram confeccionadas argamassas para os traços 1:2:9 e 1:1:6 de
assentamento e revestimento respectivamente, de referência (sem
substituição) e alternativas que utiliza a cinza da casca do arroz como
substituinte de parte do aglomerante (cimento) nos percentuais de 6%, 9%,
15%, 20% e 30%.
Os materiais foram homogeneizadas em um misturador mecânico com
capacidade de 5l seguindo os procedimentos estabelecidos pela NBR 7215
(ABNT, 1996) em seguida os corpos de prova foram moldados utilizando
moldes cilíndricos com dimensões 5 cm x 10 cm de acordo com a NBR 7215
(ABNT, 1996). Após desmoldagem os corpos de prova foram identificados e
em seguida submetidos a períodos de cura úmida de 28, 63 e 91 dias. A cura
úmida foi realizada em um reservatório cheio de água, com 2% de cal utilizada
para evitar carbonatação. Os procedimentos seguidos para moldagem das
argamassas estão apresentados na Figura 3.8.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
66
Figura 3.8 – Moldagem das argamassas de assentamento e revestimento
3.2.8 Propriedades físicas e mecânicas
3.2.8.1 Densidade de massa no estado fresco
O ensaio de densidade de massa no estado fresco foi realizado através
da confecção de 3 corpos de prova 5 cm x 10 cm, para cada argamassa,
conforme procedimentos descritos na NBR 13278 (ABNT, 1995).
3.2.8.2 Teor de ar incorporado
O ensaio de teor de ar aprisionado foi determinado a partir da massa
específica das argamassas, conforme procedimentos da norma NBR 13278
(ABNT, 1995). Foram feitas três determinações para cada traço.
3.2.8.3 Densidade de massa no estado endurecido
A densidade de massa no estado endurecido foi determinada para 28
dias de cura em 4 corpos de prova 5 cm x 10 cm, para cada argamassa,
conforme procedimentos da NBR 13280 (ABNT, 1995). Esta propriedade tem
sua importância devido à utilização de materiais com grande superfície
específica como é o caso da cinza da casca do arroz.
A densidade de massa no estado endurecido é diretamente proporcional
a resistência a compressão simples, ou seja, quanto maior a resistência maior
é a densidade do material.
3.2.8.4 Absorção de água por imersão
Para determinar o teor de absorção de água das argamassas estudadas
nesta pesquisa, utilizou-se 4 pedaços correspondentes a cada corpo de prova
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
67
ensaiado para a resistência à compressão simples, para os períodos 28, 63 e
91 dias de cura, seguindo todas as prescrições indicadas pela NBR 9778
(ABNT, 1987).
Uma das características desta propriedade é a de ser inversamente
proporcional a resistência a compressão simples, ou seja, quanto maior a RCS
menor é a absorção.
3.2.8.5 Resistência à compressão simples
O ensaio para determinar a resistência à compressão simples foi
realizado em corpos de prova com dimensões 5 cm x 10 cm (diâmetro x altura),
para os períodos 28, 63 e 91 dias de cura, seguindo todas as prescrições
indicadas pela NBR 7215 (ABNT, 1996). Utilizou-se 4 corpos de prova de cada
argamassa moldada (traços 1:2:9 e 1:1:6 em massa) e determinou-se o valor
médio. A prensa utilizada foi a SHIMADZU AG-IS com célula de 100 KN
apresentada na Figura 3.9.
Figura 3.9 – Prensa SHIMADZU AG-IS para ensaios mecânicos
Resultados e Discussões
CAPÍTULO 4
Resultados e Discussões
Resultados e Discussões
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
69
4. Resultados e discussões
4.1 Caracterização física, química e mineralógica
Cimento
Na Tabela 4.1 encontram-se os resultados obtidos para as propriedades
físicas do cimento Portland CPIIF – 32 utilizado na pesquisa.
Tabela 4.1 – Propriedades físicas do CPIIF – 32
Ensaio Norma da ABNT Limites Resultados
Obtidos
Módulo de finura (%) NBR 11579 (ABNT, 1991) ≤ 12 2,78
Massa unitária
(g/cm
3
)
NBR 7251 (ABNT, 1982) - 1,10
Massa específica
real (g/cm
3
)
NBR 6474 (ABNT, 1998) - 2,78
Superfície específica
(Blaine) (cm
2
/g)
NBR NM 76 (ABNT, 1998) ≥ 2600 5023,28
Analisando os resultados da Tabela 4.1, verifica-se que todos atenderam
as exigências estabelecidas pelas normas da ABNT.
O módulo de finura obtido foi de 2,78% estando este valor inferior ao
estabelecido pela NBR 11579 (ABNT, 1991) que é igual a 12%.
Quanto à massa unitária utilizada na transformação de traços em volume
para traços em massa, o valor obtido foi de 1,10 g/cm
3
e para massa específica
real o valor encontrado foi de 2,78 g/cm
3
.
Em relação a superfície específica do cimento o valor encontrado foi de
5023,28 cm
2
/g, o qual é superior ao estabelecido pela NBR NM 76 (ABNT,
1998) que é de 2600 cm
2
/g.
Na Tabela 4.2 estão contidos os resultados da composição química do
CPIIF – 32.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
70
Tabela 4.2 – Composição química do cimento Portland CPIIF – 32
Composição química
Óxido de cálcio (CaO)
64,42%
Dióxido de silício (SiO
2
)
15,07%
Anidrido sulfúrico (SO
3
)
4,91%
Óxido de magnésio (MgO)
4,42%
Óxido de alumínio (Al
2
O
3
)
4,26%
Óxido de ferro (Fe
2
O
3
)
1,94%
Pentóxido de fósforo (P
2
O
5
)
1,50%
Óxido de potássio (K
2
O)
1,15%
Dióxido de titânio (TiO
2
)
0,26%
Óxido de estrôncio (SrO)
0,06%
Óxido de zinco (ZnO)
0,03%
Carbono (C)
0,00%
Perda ao fogo
1,97%
Analisando os resultados obtidos na Tabela 4.2, pode-se observar que o
cimento apresenta maiores teores de óxido de cálcio e de dióxido de silício
correspondendo a 64,42% e 15,07% respectivamente, estando os demais
óxidos com valores abaixo de 5%. De acordo com os resultados da
composição química é possível recomendar a utilização deste cimento, por
apresentar grande percentual de óxido de cálcio, para produção de
argamassas de assentamento e revestimento, concretos simples, armado e
protendido, elementos pré-moldados e artefatos de cimento, dentre outros
(ABCP, 2005 apud POUEY, 2006).
A Figura 4.1 apresenta o difratograma de raios X do cimento Portland
CPIIF-32. Analisando a Figura 4.1 observa-se a presença de vários materiais
cristalinos, com picos referentes ao Ca
3
SiO
4
,
Ca
3
Fe, Ca
2
SiO
4
e CaCO
3
.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
71
0 10 20 30 40 50 60
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
c
c
c
a
a
a
a
Intensidade
2θ
a
a
a
c
d
b
a - Ca
3
SiO
4
b - Ca
3
Fe
c - Ca
2
SiO
4
d - CaCO
3
Figura 4.1 – Difratograma de raios X do cimento Portland CPIIF-32
A Figura 4.2 apresenta as curvas das análises termogravimétrica e
térmica diferencial do cimento Portland CPIIF-32.
0 200 400 600 800 1000
-40
-30
-20
-10
0
Perda de massa (%)
Diferença de temperatura (°C)
Temperatura (°C)
0 200 400 600 800 1000
-6
-4
-2
0
2
877,22 °C
Figura 4.2 – Curva das análises termogravimétrica e térmica diferencial do
cimento Portland CPIIF-32
Analisando a Figura 4.2 observa-se que a curva da análise térmica
diferencial apresentou apenas um pico endotérmico de grande intensidade a
uma temperatura de 877,22 ºC, estando provavelmente relacionado à
TG
DTA
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
72
desidroxilação do silicato de cálcio hidratado, isto é, a perda de água estrutural.
SOUZA (2008) observou comportamento semelhante ao da curva da análise
térmica diferencial para o cimento empregado em sua pesquisa. Na curva da
análise termogravimétrica percebe-se que houve perda de massa por volta dos
200 ºC correspondendo possivelmente à perda de água livre e uma perda de
massa de 5,83% correspondendo à perda de massa do silicato de cálcio.
A Figura 4.3 apresenta a curva granulométrica por difração a laser do
cimento Portland CPIIF-32.
Figura 4.3 – Distribuição granulométrica por difração a laser do cimento
Portland CPIIF-32
Analisando a Figura 4.3 observa-se que a curva apresentou
comportamento modal com diâmetro médio de 12,24 µm, com D
10
de 0,85 µm,
D
50
de 7,02 µm e D
90
de 32,49 µm. A fração de 2 µm corresponde a 21,48%
indicando um elevado teor de aglomerantes, confirmando suas características
aglomerantes. SOUZA (2008) encontrou curva de distribuição granulométrica
com comportamento similar ao estudado nesta pesquisa.
Cal
Na Tabela 4.3 estão apresentados os resultados das propriedades
físicas da cal.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
73
Tabela 4.3 – Propriedades físicas da cal
Ensaio Norma da ABNT Limites Resultados
Obtidos
Massa unitária
(g/cm
3
)
NBR 7251 (ABNT, 1982) - 0,60
Massa específica
real (g/cm
3
)
NBR 6474 (ABNT, 1998) - 2,24
Superfície específica
(Blaine) (cm
2
/g)
NBR NM 76 (ABNT, 1998) ≥ 2600 6558,21
Analisando os resultados apresentados na Tabela 4.3, verifica-se que os
valores estão de acordo com os valores especificados pelas normas da ABNT.
O valor obtido para massa unitária foi de 0,6 g/cm
3
. Com relação à
massa específica real o valor obtido foi de 2,24 g/cm
3
.
O valor da superfície específica foi de 6558,21 cm
2
/g sendo este valor
superior ao valor estabelecido pela NBR NM 76 (ABNT, 1998) que é de 2600
cm
2
/g.
Na Tabela 4.4 estão apresentados os valores da composição química da
cal. Analisando os resultados obtidos na Tabela 4.4, verifica-se que a cal
possui um elevado teor de óxido de cálcio (CaO) e baixo teor de óxido de
magnésio, sendo os valores de 49,35% e 26,45% respectivamente. Quanto aos
demais componentes encontrados na composição química da cal, como
principais impurezas, apresentam valores inferiores a 2%. De acordo com esta
composição a cal pode ser considerada como sendo dolomítica por apresentar
como principais compostos o óxido de cálcio e o óxido de magnésio. Esta
composição favorece a utilização desta cal para produção de argamassas de
assentamento e revestimento (SILVA, 2006).
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
74
Tabela 4.4 – Composição química da cal
Composição química
Óxido de cálcio (CaO)
49,35%
Óxido de magnésio (MgO)
26,45%
Dióxido de silício (SiO
2
)
1,88%
Óxido de alumínio (Al
2
O
3
)
0,26%
Óxido de ferro (Fe
2
O
3
)
0,22%
Óxido de potássio (K
2
O)
0,06%
Óxido de estrôncio (SrO)
0,04%
Óxido de cobre (CuO)
0,01%
Carbono (C)
0,00%
Perda ao fogo 21,74%
A Figura 4.4 apresenta o difratograma de raios X da cal.
0 10 20 30 40 50 60
0
200
400
600
800
MO
CO
CO
MH
MH
MH
CH
CH
CH
CH
CH
Intensidade
2θ
CH
MH - Mg(OH)
2
MO - MgO
CH - Ca(OH)
2
CO - CaO
Figura 4.4 – Difratograma de raios X da cal
Analisando a Figura 4.4 observa-se que a cal é constituída basicamente
de portlandita, brucita e os óxidos de cálcio e magnésio, com a presença de
picos referentes a MgO, CaO, Ca(OH)
2
e Mg(OH)
2
.
A Figura 4.5 apresenta as curvas das análises termogravimétrica e
térmica diferencial da cal.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
75
0 200 400 600 800 1000
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
847,83 °C
556,73 °C
Perda de massa (%)
Diferença de temperatura (°C)
Temperatura (°C)
387,84 °C
0 200 400 600 800 1000
-24
-22
-20
-18
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
Figura 4.5 – Curvas das análises termogravimétrica e térmica diferencial da cal
Analisando as curvas da Figura 4.5, verifica-se que a amostra apresenta
picos endotérmicos de pequena intensidade a 387,84 ºC correspondente a
desidroxilação da brucita (Mg(OH)
2
), de grande intensidade a 556,73 ºC
correspondente a desidroxilação da portlandita (Ca(OH)
2
) e a 847,83 ºC
considerado de média intensidade correspondente a decomposição do
carbonato de cálcio (CaCO
3
ou calcita como é conhecido). Para análise
termogravimétrica tem-se uma perda de massa de 23% correspondendo as
perdas de massa de Mg(OH)
2
, Ca(OH)
2
e CaCO
3
.
A Figura 4.6 apresenta a curva granulométrica por difração a laser da
cal. De acordo com o comportamento obtido para distribuição granulométrica
da cal, observa-se, pela Figura 4.6, que a curva apresentou comportamento
modal com diâmetro médio de 9,87 µm, com D
10
de 0,47 µm, D
50
de 4,28 µm e
D
90
de 30,84 µm. Para esta cal não existe partículas superiores a 100 µm.
Analisando os valores obtidos verifica-se que a cal possui tem elevado teor de
finos, apresentando para o diâmetro de 5 µm um percentual de 54,30%.
TG
DTA
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
76
Figura 4.6 – Distribuição granulométrica por difração a laser da cal
Areia
Na Tabela 4.5 estão apresentados os resultados obtidos para
caracterização do agregado miúdo, seguindo as prescrições estabelecidas
pelas normas da ABNT.
Tabela 4.5 – Propriedades do agregado miúdo (areia)
Ensaio Norma da ABNT
Resultados
Obtidos
Massa unitária (g/cm
3
) NBR 7251 (ABNT,
1982)
1,49
Massa específica real (g/cm
3
) NBR 9776 (ABNT,
1987)
2,63
Teor de materiais pulverulentos (%) NBR 7219 (ABNT,
1982)
1,04
Granulometria
Diâmetro máximo (mm)
NBR 7217 (ABNT,
1982)
4,80
Módulo de finura (%) 2,45
Analisando os resultados obtidos na Tabela 4.5, para massa unitária
verifica-se que o valor encontrado foi de 1,49 g/cm
3
é similar ao valor
encontrado por SOUZA (2008).
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
77
O resultado obtido para massa específica real foi de 2,63 g/cm
3
,
PETRUCCI (1998) apud SOUZA (2008) diz que a massa específica real é de
aproximadamente 2,60 g/cm
3
estando esse valor dentro dos limites sugeridos
por PETRUCCI (1998).
Para o módulo de finura o valor encontrado foi de 2,4% sendo
classificado como areia de granulometria média, pois este valor encontra-se
dentro do intervalo de 2,4 < MF < 3,2 de acordo com a NBR 7211 (ABNT,
1982). O diâmetro máximo obtido para este agregado é de 4,8 mm. De acordo
com os valores obtidos esta areia é considerada bem graduada, favorecendo
positivamente sua utilização em argamassas por promover uma melhor
trabalhabilidade e uma pequena quantidade de vazios entre os grãos.
O teor de materiais pulverulentos encontrados nesta pesquisa foi de
1,04%, sendo inferior aos dados da literatura (3,0% a 5,0%), podendo-se dizer
que esta areia apresenta poucos finos, não prejudicando desta forma na
quantidade de água a ser utilizada para obtenção da consistência adequada,
pois o aumento da quantidade de água intensificaria a retração e diminuiria a
resistência de argamassas e concretos.
Na Figura 4.7 está apresentada a curva granulométrica da areia.
Figura 4.7 – Curva granulométrica da areia (Zona 3)
Analisando a Figura 4.7 verifica-se que a curva granulométrica da areia
está dentro dos limites estabelecidos pela NBR 7211 (ABNT, 1982), sendo
classificada como tipo média e zona 3. Através do comportamento da curva
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
0.15
0.3
0.6
1.2
2.4
4.8
9.5
Porcentagem acumulada (%)
Peneira (mm)
Limite inferior
Limite superior
Areia
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
78
granulométrica observa-se que pela distribuição dos grãos esta areia pode ser
utilizada na confecção de argamassas, pois apresenta grãos mistos e bem
graduados.
Através da fórmula utilizada para determinar o número de angulosidade
(NA), o resultado obtido para o agregado miúdo utilizado foi de 10, significando
que o número de vazios da areia utilizada corresponde a 10% de um agregado
esférico. De acordo com o valor obtido pode-se dizer que o agregado utilizado
possui grande quantidade de grãos de forma angulosa, podendo ser verificado
através do intervalo imposto que é de 0 a 11, não sendo desta forma
necessária a composição com outro tipo de agregado miúdo, favorecendo
positivamente a trabalhabilidade da mistura.
Cinza da casca do arroz
Na Tabela 4.6 estão contidos os resultados obtidos para as propriedades
físicas da cinza da casca do arroz, seguindo as prescrições estabelecidas
pelas normas da ABNT e verifica-se que estes resultados são compatíveis com
os limites estabelecidos.
Tabela 4.6 – Propriedades físicas da CCA
Ensaio Norma da ABNT Limites Resultados
Obtidos
Massa unitária
(g/cm
3
)
NBR 7251 (ABNT, 1982) - 0,40
Massa específica
real (g/cm
3
)
NBR 6474 (ABNT, 1998) - 1,81
Superfície específica
(Blaine) (cm
2
/g)
NBR NM 76 (ABNT, 1998) ≥ 2600 10197,38
De acordo com os resultados obtidos na Tabela 4.6, verifica-se que a
cinza da casca do arroz apresenta baixo valor para massa unitária de 0,40
g/cm
3
sendo equivalente ao valor obtido por MATTOS et al., (2002) e inferior ao
obtido por SOUZA (2008) (0,46 g/cm
3
), indicando que a CCA possui baixa
densidade e por provavelmente ser um material poroso.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
79
Para massa específica real o valor encontrado foi 1,81 g/cm
3
, sendo
semelhante ao obtido por AGOPYAN (1991) apud POUEY (2006) que foi de
1,88 g/cm
3
.
Em relação à superfície específica determinada pelo método de Blaine, o
valor obtido para CCA foi de 10197,38 cm
2
/g, maior que o valor obtido para o
cimento que foi de 5023,28 cm
2
/g, estando este valor superior ao estabelecido
pela NBR NM 76 (ABNT, 1998) que corresponde a 2600 cm
2
/g.
O fato da CCA possuir superficie específica maior que a do cimento
justifica sua utilização como substituto deste material, e como conseqüência
desta substituição é possível produzir argamassas mais resistente e com
menor número de vazios.
SOUZA (2008) em sua pesquisa obteve um valor para CCA estudada
correspondente a 14.790,39 cm
2
/g e este valor é aproximado ao encontrado
por TIBONI (2007) de 14.302,30 cm
2
/g, podendo-se desta forma perceber que
o valor obtido para a CCA estudada nesta pesquisa é inferior, sendo justificado
pelo fato das cinzas estudadas por SOUZA (2008) e TIBONI (2007) terem
passado por um tratamento de queima e moagem controladas, apresentando
assim características diferentes, pois a CCA estudada não sofreu nenhum tipo
de tratamento, sendo considerada como uma cinza residual.
Na Tabela 4.7 estão contidos os valores da composição química da
CCA. Analisando os resultados da Tabela 4.7, observa-se que a cinza da casca
do arroz é composta por um elevado teor de dióxido de silício (SiO
2
)
correspondendo a 83,41% da composição. Os demais óxidos encontrados na
composição química da CCA, como principais impurezas, apresentam valores
inferiores a 3%.
Comparando os resultados obtidos com os valores de SOUZA (2008),
LEIRIAS et al., (2005) e RÊGO (2004), que encontraram respectivamente os
valores de 87,44%, 86,71% e 86,72%, observa-se que os valores obtidos são
muito próximos. Estes resultados indicam que a CCA apresenta composição
química favorável para que seja considerada pozolânica.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
80
Tabela 4.7 – Composição química da cinza da casca do arroz
Composição química
Dióxido de silício (SiO
2
) 83,41%
Óxido de potássio (K
2
O) 2,53%
Óxido de alumínio (Al
2
O
3
) 1,97%
Pentóxido de fósforo (P
2
O
5
) 0,81%
Óxido de cálcio (CaO) 0,65%
Óxido de magnésio (MgO) 0,33%
Anidrido sulfúrico (SO
3
) 0,31%
Óxido de ferro (Fe
2
O
3
) 0,31%
Óxido de manganês (MnO) 0,10%
Óxido de zinco (ZnO) 0,01%
Óxido de rubídio (Rb
2
O) 0,00%
Óxido de estrôncio (SrO) 0,00%
Carbono (C) 0,00%
Perda ao fogo 9,55%
Na Tabela 4.8 estão contidos os resultados das propriedades químicas
para o índice de atividade pozolânica, com parâmetros estabelecidos pela NBR
12653 (ABNT, 1992) e ASTM C 618 (1991).
Tabela 4.8 – Propriedades químicas para o índice de atividade pozolânica
Propriedades
NBR 12653
(ABNT, 1992)
ASTM C
618 (1991)
Resultados
(%) CCA
SiO
2
+ Al
2
O
3
+ Fe
2
O
3
(% min.) 70 70 85,69
SO
3
(% máx.) 4 - 0,31
Teor de umidade (% máx.) 3 - -
Perda ao fogo (% máx.) 10 10 9,55
Partículas > 45 µm (% máx.) 34 34 13,77
Analisando os resultados da Tabela 4.8,
observa-se que o valor obtido
para o somatório de SiO
2
+ Al
2
O
3
+ Fe
2
O
3
foi de 85,69% sendo superior ao
mínimo estabelecido pelas normas NBR 12653 (ABNT, 1992) e ASTM C 618
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
81
(1991). Para o SO
3
o valor obtido foi de 0,31% inferior ao máximo estabelecido
pela norma da ABNT.
A perda ao fogo foi de 9,55% estando próximo aos limites estabelecidos.
SENSALE (2006) e TIBONI (2007) encontraram valores para perda ao fogo de
8,10% e 7,44% respectivamente, sendo similares ao encontrado nesta
pesquisa. O valor elevado da perda ao fogo pode implicar na atenuação da
quantidade de sílica e também em alto teor de carbono existente na cinza,
reduzindo a atividade pozolânica.
Para o parâmetro relacionado ao tamanho das partículas maiores que 45
µm o valor encontrado foi de 13,77%, muito inferior aos valores estabelecidos
pelas normas citadas, caracterizando a CCA como um material muito fino e
pozolânico por atender a todas as exigências físicas e químicas.
A cinza da casca do arroz aplicada nesta pesquisa encontra-se dentro
dos parâmetros exigidos pela NBR 12653 (ABNT, 1992) e ASTM C 618 (1991)
para caracterizar um material como pozolânico.
Na Figura 4.8 está apresentado o difratograma de raios X cinza da casca
do arroz.
0 10 20 30 40 50 60
0
50
100
150
200
250
300
350
Intensidade
2θ
Figura 4.8 – Difratograma de raios X da cinza da casca do arroz
Na Figura 4.8, observa-se que a cinza apresenta comportamento de um
material amorfo, pois apresenta uma banda correspondente a material amorfo
obtida a 21º. DELLA et al.,(2001) e SOUZA (2008) obtiveram o mesmo
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
82
comportamento, relacionando a obtenção destes resultados para a banda aos
21º com a possibilidade de se ter uma sílica amorfa.
De acordo com o gráfico e através da composição química, percebe-se
que provavelmente a fase predominante é o dióxido de silício, estando os
demais óxidos presentes na cinza sob a forma de solução sólida, não
apresentando picos característicos de fases por provavelmente se ter um
percentual muito baixo.
O fato desta CCA não ter passado por um tratamento térmico, ou seja,
nenhum tratamento para eliminação do carbono existente, fez com que
provavelmente não houvesse a cristalização das partículas, pois de acordo
com a análise feita por SOUZA (2008) que comparou seus resultados com os
obtidos por DELLA et al., (2005), observaram que quando a cinza é submetida
a temperaturas acima de 800 ºC, o sódio e o potássio presentes em sua
composição aceleram a fusão das partículas e a cristalização da cristobalita a
partir da sílica amorfa, por diminuir o ponto de fusão do material. Logo, como a
CCA não foi submetida a nenhuma temperatura, então não se tem a
possibilidade de cristalização das partículas. Outro fator que pode ser levado
em consideração para que esta cinza não seja considerada cristalina, é que
não são picos finos.
A Figura 4.9 apresenta a curva da análise termogravimétrica da cinza da
casca do arroz.
0 200 400 600 800 1000
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
Perda de massa (%)
Temperatura (°C)
Figura 4.9 – Curva da análise termogravimétrica da cinza da casca do arroz
TG
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
83
Para análise termogravimétrica percebe-se uma acentuada perda de
massa em torno dos 200 ºC, provavelmente relacionada à perda de água
adsorvida superficialmente e perda de massa aos 1000 ºC de 13,7%. WEBER
(2001) e POUEY (2006) encontraram comportamento semelhante para as CCA
estudadas, onde foi identificada perda de massa até os 200 ºC. A perda de
massa se tornou constante após os 200 ºC até 1000 ºC, ou seja, a perda de
massa aumentou com o aumento da temperatura.
A Figura 4.10 está apresentada a curva de distribuição granulométrica
por difração a laser da cinza da casca do arroz.
Figura 4.10 – Distribuição granulométrica por difração a laser da cinza da casca
do arroz
Analisando a Figura 4.10, verifica-se que o tamanho médio das
partículas da cinza da casca do arroz é de 22,24 µm, com D
10
correspondendo
a 3,52 µm, D
50
de 16,62 µm e D
90
sendo de 49,93 µm. Não há partículas com
tamanho superior a 100 µm. Para o diâmetro de 5 µm encontrou-se um valor
de 15,75% indicando a possível presença de aglomerantes. DELLA (2001) e
SOUZA (2008) encontraram comportamento semelhante para a curva de
distribuição granulométrica.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
84
4.2 Índice de atividade pozolânica
O valor obtido para o índice de atividade pozolânica para a cinza da
casca do arroz, foi de 6,3 MPa, sendo maior que o valor estabelecido pelas
normas NBR 5751 (ABNT, 1992) e ASTM C 1707 (2009).
De acordo com o índice de atividade pozolânica obtido, a cinza em
questão pode ser caracterizada como sendo um material pozolânico e utilizada
como substituto parcial do cimento. O valor obtido não foi muito maior que o
mínimo exigido pela norma da ABNT (6,0 MPa) por, provavelmente, a cal como
material muito fino necessitar de uma maior quantidade de água, influenciando
no resultado final. Porém, embora não tenha sido superior ao mínimo
estabelecido, ele atendeu as exigências prescritas pela norma NBR 5751
(ABNT, 1992).
4.3 Ensaios tecnológicos
4.3.1 Índice de consistência das argamassas
A Tabela 4.9 apresenta os valores para relação água/aglomerante, teor
de água e índice de consistência das argamassas.
Analisando os resultados obtidos na Tabela 4.9, observa-se para a
relação água/aglomerante que conforme aumenta a porcentagem de finos, há
um aumento na quantidade de água utilizada, para se obter o índice de
consistência desejado. Provavelmente isso ocorreu devido à elevada superfície
específica dos materiais aglomerantes, pois a cinza e a cal são materiais com
mais finos que o cimento, existindo uma relação entre a quantidade de finos
com a necessidade de água.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
85
Tabela 4.9 – Relação água/aglomerante, teor de água e índice de consistência
das argamassas
Traços CCA
(%)
Relação
água/aglomerante
Teor de
água (%)
Índice de
consistência
(mm)
1:2:9
(cimento:cal:areia)
0% 1,48 21,6
251,33
6% 1,52 21,8
258,67
9% 1,54 22,0
255,67
15% 1,61 22,6
260,67
20% 1,63 22,6
257,33
30% 1,69 22,8
253,03
1:1:6
(cimento:cal:areia)
0% 1,33 21,2
247,67
6% 1,37 21,4
255,67
9% 1,40 21,6
259,27
15% 1,43 21,6
256,05
20% 1,47 21,8
251,20
30% 1,53 21,8
260,00
4.3.2 Densidade de massa no estado fresco
Na Figura 4.11 estão apresentados os resultados obtidos para a
densidade de massa das argamassas 1:2:9 e 1:1:6 no estado fresco.
Analisando a Figura 4.11 observa-se que há uma diminuição no valor da
densidade de massa de acordo com a quantidade de finos presentes nas
argamassas, podendo-se observar que para o traço 1:2:9 apenas o com 6% de
CCA obteve resultado superior de referência (sem CCA) e para o traço 1:1:6
percebe-se que a única argamassa que teve valor maior que o de referência foi
a com 15%. Este comportamento pode, provavelmente, ser conseqüência da
quantidade de água utilizada para moldagem das argamassas que foi
aumentando de acordo com a quantidade de finos para garantir a
trabalhabilidade desejada, podendo também ser decorrente da estrutura porosa
da cinza e da ausência das reações de hidratação e pozolânicas.
Ao comparar
o comportamento das argamassas 1:2:9 com as 1:1:6 pode-se observar que
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
86
elas apresentam valores bem próximos, provavelmente, pela relação
agregado/aglomerante serem iguais para os dois tipos.
Figura 4.11 – Densidade aparente das argamassas 1:2:9 e 1:1:6 no estado
fresco
4.3.3 Teor de ar incorporado
Na Figura 4.12 estão contidos os resultados obtidos para o teor de ar
incorporado das argamassas 1:2:9 e 1:1:6.
Figura 4.12 – Teor de ar incorporado das argamassas 1:2:9 e 1:1:6
1.98
2.08
1.92
1.94
1.91
1.91
1.94
1.94
1.93
2.01
1.93
1.92
1.80
1.85
1.90
1.95
2.00
2.05
2.10
0% 6% 9% 15% 20% 30%
Densidade aparente (g/cm
3
)
Percentuais de CCA (%)
Densidade aparente
das argamassas 1:2:9
Densidade aparente
das argamassas 1:1:6
24.12
34.73
26.75
31.76
33.15
39.51
20.39
26.48
28.81
40.83
39.77
48.96
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
0%
6%
9%
15%
20%
30%
Teor de ar incorporado (%)
Percantual de CCA (%)
Teor de ar incorporado
das argamassas 1:2:9
Teor de ar incorporado
das argamassas 1:1:6
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
87
De acordo com os resultados obtidos na Figura 4.12, observa-se para as
argamassas 1:2:9 que todas as que possuem percentuais de CCA
apresentaram valores de teor de ar incorporado maiores que as de referência,
mesmo comportamento é verificado para as argamassas 1:1:6. Esse
comportamento pode ser avaliado quando se relaciona os dois tipos de
argamassas, pois as argamassas no traço 1:1:6 apresentaram maiores
percentuais de ar incorporado que as argamassas no traço 1:2:9 para
percentuais de 9%, 15%, 20% e 30% de CCA, provavelmente por a CCA ter
uma estrutura porosa e também pela influência da quantidade de água utilizada
pra confecção das argamassas.
Existe uma relação inversamente proporcional entre a densidade de
massa no estado fresco e o teor de ar incorporado, pois quanto menor a
densidade de massa, maior o teor de ar incorporado na argamassa. Logo,
através dos resultados obtidos para estas duas propriedades pode-se confirmar
o comportamento destas argamassas.
Pelos limites estabelecidos pela NBR 13281 (ABNT, 1995), as
argamassas de assentamento e revestimento podem ser classificadas como
sendo do tipo C, pois todas apresentaram percentual do teor de ar incorporado
maior que 18%.
4.3.4 Densidade de massa no estado endurecido
Na Figura 4.13 estão apresentados os valores da densidade de massa no
estado endurecido aos 28 dias de cura para os traços 1:2:9 e 1:1:6.
Na Figura 4.13 pode-se observar que as argamassas 1:2:9 com 9%, 15%,
20% e 30% de CCA em sua constituição, são os que apresentam os maiores
valores. O comportamento destas argamassas pode ser justificado porque as
adições minerais agem na argamassa, tornando a matriz da pasta mais densa
e conseqüentemente menos porosa, correspondendo à elevação da resistência
devido o preenchimento dos vazios. As argamassas com 6% de CCA não
apresentaram densidade maior que as argamassas de referência, por
provavelmente, não terem ocorrido às reações pozolânicas que para alguns
casos são muito lentas.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
88
Figura 4.13 – Densidade de massa no estado endurecido aos 28 dias de cura
para os traços 1:2:9 e 1:1:6
Para as argamassas 1:1:6 as que apresentaram melhor desempenho
foram as de referência e as com 6%, 15% e 20% de CCA. As demais
argamassas não obtiveram valor muito inferior, provavelmente, por não ter
iniciado as reações de hidratação e pozolânicas para este período de cura.
As argamassas estudadas tanto para o traço 1:2:9 como para o traço
1:1:6, pode-se perceber que houve um bom aproveitamento quanto ao uso da
cinza da casca do arroz como substituto parcial do cimento. Como a densidade
de massa é inversamente proporcional à porosidade, então pode-se dizer que
quanto mais densa consequentemente se terá uma maior RCS, havendo desta
forma uma redução na zona de transição destas argamassas.
SOUZA (2008) obteve o mesmo comportamento para as argamassas
estudadas, tendo a maior densidade para a argamassa que apresentou melhor
resistência a compressão simples.
4.3.5 Absorção por imersão em água
A Figura 4.14 apresenta os resultados obtidos para a absorção das
argamassas no traço 1:2:9 para os períodos 28, 63 e 91 dias de cura.
Ao analisar a Figura 4.14 pode-se observar que aos 63 dias de cura
houve um sutil aumento no teor de absorção, mas aos 91 dias para todas as
argamassas, obtiveram uma diminuição no teor de absorção de água sendo,
1.53
1.53
1.55
1.57
1.58
1.55
1.59
1.61
1.58
1.59
1.60
1.58
1.48
1.50
1.52
1.54
1.56
1.58
1.60
1.62
1.64
0% 6% 9% 15% 20% 30%
Densidade de massa (g/cm
3
)
Percentuais de CCA (%)
argamassa 1:2:9
argamassa 1:1:6
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
89
portanto confirmado através dos resultados obtidos para a resistência à
compressão simples das argamassas que tiveram um aumento na resistência
de acordo com a idade de cura. O comportamento aos 63 dias de cura pode ter
acontecido, provavelmente, por se ter grande quantidade de agregado miúdo,
favorecendo um maior índice de vazios. SOUZA (2008) para o traço 1:8 obteve
comportamento semelhante.
Figura 4.14 – Teor de absorção das argamassas no traço 1:2:9 para 28, 63 e
91 dias de cura
Aos 28 dias de cura observa-se que os traços com 6%, 9% e 15%
obtiveram melhor comportamento que o traço de referência. Aos 91 dias estas
mesmas argamassas com 6%, 9% e 15% de CCA apresentaram os menores
teores de absorção. Este comportamento pode ter acontecido, provavelmente,
pelo fato de que com o decorrer do tempo de cura que há uma maior
acomodação das partículas, acontecendo desta forma uma diminuição da
porosidade, um aumento na resistência a compressão simples e
conseqüentemente uma diminuição no teor de absorção da água. Esta
conseqüência influencia positivamente nas propriedades mecânicas da
argamassa, pois com a diminuição dos vazios há uma diminuição na
permeabilidade e um aumento na durabilidade destas argamassas.
17.62
16.99
17.03
17.52
17.65
17.96
17.09
17.33
17.15
17.64
17.97
18.22
16.71
16.10
16.14
16.65
16.78
17.06
15.00
15.50
16.00
16.50
17.00
17.50
18.00
18.50
0% 6% 9% 15% 20% 30%
Absorção (%)
Percentuais de CCA (%)
28 dias
63 dias
91 dias
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
90
Na Figura 4.15 estão apresentados os resultados para a absorção por
imersão em água das argamassas no traço 1:1:6 para os períodos 28, 63 e 91
dias de cura.
Figura 4.15 – Teor de absorção das argamassas no traço 1:1:6 para 28, 63 e
91 dias de cura
Para o proporcionamento de 1:1:6 pode-se observar na Figura 4.15 que
aos 28 dias de idade as argamassas que apresentaram os melhores valores
foram as com 9% e 20% de CCA e também são estas as argamassas com
melhor desempenho mecânico. Percebe-se que para os 63 dias de cura estas
argamassas obtiveram o mesmo comportamento das argamassas 1:2:9, pois
estas também possuem grande quantidade de agregado miúdo, tendo
possivelmente uma maior quantidade de vazios.
Aos 91 dias ocorre uma diminuição no teor de absorção destas
argamassas, provavelmente por que à medida que o tempo de cura aumenta
tem-se uma diminuição no valor correspondente ao teor de absorção,
ocorrendo para as argamassas com CCA, uma reação da CCA com o hidróxido
de cálcio (Ca(OH)
2
), formando o silicato de cálcio hidratado (C-S-H), que é o
maior responsável pela resistência das pastas de cimento, caracterizando
assim o efeito pozolânico, ou seja, aos 91 dias de cura deve-se ter ocorrido as
reações pozolânicas favorecendo positivamente o comportamento mecânico e
conseqüentemente a absorção destas argamassas.
16.45
16.66
16.32
16.82
16.47
16.97
16.86
16.61
16.17
16.53
16.77
16.89
16.4
16.53
16.25
16.77
16.38
16.88
15.6
15.8
16
16.2
16.4
16.6
16.8
17
17.2
0% 6% 9% 15% 20% 30%
Absorção (%)
Percentuais de CCA (%)
28 dias
63 dias
91 dias
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
91
4.3.6 Resistência à compressão simples
Na Figura 4.16 estão apresentados os valores da resistência à
compressão simples das argamassas 1:2:9 de referência e com percentuais de
substituição da cinza da casca do arroz pelo cimento para idades de 28, 63 e
91 dias.
Figura 4.16 – Resistência a compressão simples das argamassas 1:2:9 para
28, 63 e 91 dias de cura
Ao analisar a resistência à compressão simples obtida para as
argamassas 1:2:9, na Figura 4.16 é possível observar que há um aumento
considerável da resistência para todas as argamassas até os 63 dias e após
essa idade não houve acréscimo significativo desta propriedade. Embora não
ter sido significativo o acréscimo das resistências, o comportamento de todas
as misturas aos 91 dias mostra-se ascendente, indicando que, possivelmente,
a resistência a compressão aumentará em idades posteriores, podendo ser
explicado pelo ocorrência das reações pozolânicas após os 91 dias de cura.
SOUZA (2008) estudou argamassas com CCA até 360 dias de cura e verificou
que a resistência aumentou com o decorrer do tempo.
As argamassas com 6% de CCA foram às únicas com resultados
inferiores aos das argamassas de referência para todos os períodos de cura
estudados, provavelmente pela ocorrência de erros sistemáticos, na
moldagem, quantidade de água ter sido um pouco maior, dentre outros fatores.
0.89
0.76
1.08
0.94
1.03
0.96
1.25
0.92
1.46
1.52
1.35
1.39
1.24
1.14
1.47
1.50
1.50
1.46
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
0%
6%
9%
15%
20%
30%
RCS (MPa)
Percentuais de CCA (%)
28dias
63dias
91dias
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
92
As argamassas com percentuais de CCA superiores a 6%, apresentaram
melhor desempenho mecânico em todos os períodos de cura, sendo as
argamassas com 15% de CCA as que obtiveram os maiores valores para a
resistência a compressão simples para os períodos de 63 e 91 dias de cura.
Diferentemente de alguns autores como TIBONI (2007), SOUZA (2008),
dentre outros, que utilizaram a cinza da casca do arroz em argamassas e
concretos, a cinza utilizada nesta pesquisa apresentou já aos 28 dias
desempenho mecânico superior ao das argamassas de referência (sem CCA),
exceto com 6% de CCA, podendo ter acontecido provavelmente pelo fato da
CCA ter reagido rapidamente com o hidróxido de cálcio formando C-S-H, isto é,
a reação não foi tão lenta quanto se espera de uma reação pozolânica comum,
o que corresponde à ocorrência de reação pozolânica desde os 28 dias de
idade. SILVA (2009) encontrou aos 7 dias, para argamassas com CCA
desempenho mecânico superior ao das argamassas sem CCA.
Segundo MALHOTRA e METHA (1996) apud SOUZA (2008) esta
ocorrência pode ser justificada pelo fato de haver preenchimento dos vazios da
argamassa, quando há incorporação de resíduos, aumentando o
empacotamento das partículas e diminuindo conseqüentemente os vazios,
favorecendo positivamente a resistência a compressão simples.
Na Figura 4.17 estão apresentados os resultados obtidos para a
resistência a compressão simples das argamassas 1:1:6 de referência e com a
cinza da casca de arroz como substituto parcial do cimento nos percentuais de
6%, 9%, 15%, 20% e 30% para idades de 28, 63 e 91 dias.
Analisando a Figura 4.17, quando comparada à resistência entre os 28 e
91 dias de cura, pode-se observar que todas as argamassas apresentaram um
aumento na resistência à compressão simples para todas as idades estudadas,
e após os 63 dias não se teve aumento significativo nestas resistências, fato
ocorrido igualmente com as argamassas 1:2:9.
Aos 28 dias de idade as argamassas ensaiadas obtiveram valor superior
a 2,00 MPa e as argamassas contendo 6%, 9% e 20% de cinza da casca de
arroz apresentaram valor superior ao da argamassa de referência, sendo de
2,31 MPa, 2,70 MPa e 2,27 MPa para argamassas com CCA respectivamente
e para a de referência 2,20 MPa.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
93
Figura 4.17 – Resistência a compressão simples das argamassas 1:1:6 para
28, 63 e 91 dias de cura
Observa-se também que aos 91 dias de idade as argamassas que
apresentaram melhor desempenho mecânico foram as que contêm percentuais
de cinza da casca do arroz em sua constituição, correspondendo a 15%, 20% e
30%. TIBONI (2007) ao avaliar a substituição da CCA em concretos, observou
que para pequenos percentuais de cinza de casca de arroz, em compósitos à
base de cimento não se obtinha melhora no desempenho mecânico, não
influenciando desta forma no resultado final.
Um dos fatores que propicia um aumento na resistência a compressão
simples de argamassas é o fato de haver uma melhoria na zona de transição,
pois com a utilização de sílicas ativas há uma diminuição da quantidade de
cristais decorrentes do cálcio, dos espaços vazios e aumento da adesividade
pasta-agregado (TIBONI, 2007).
Analisando os dois tipos de argamassas estudadas, as argamassas no
traço 1:2:9 foram as que obtiveram desempenho mecânico inferior quando
comparadas com as argamassas no traço 1:1:6, provavelmente ocorreu pela
razão do proporcionamento e pela quantidade de aglomerante ser inferior a
quantidade de agregado da mistura, ou seja, quanto menor a relação entre
cimento e agregado menor a possibilidade de se formar produtos através de
reações de hidratação o que leva a se obter menores resistências.
2.20
2.31
2.70
2.11
2.27
2.12
2.93
3.19
2.89
2.94
3.06
2.28
3.10
3.00
2.83
3.17
3.20
3.12
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
0% 6% 9% 15% 20% 30%
RCS (MPa)
Percentuais de CCA (%)
28 dias
63 dias
91 dias
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
94
Embora os valores das argamassas 1:2:9 tenham sido inferiores aos das
argamassas 1:1:6, de acordo com a NBR 13281 (ABNT, 1995) que classifica as
argamassas conforme o valor da resistência à compressão simples, pode-se
verificar que estas são classificadas como sendo do tipo padrão I que
estabelece um intervalo de 0,1MPa < RCS < 4,0MPa, aos 28 dias de cura.
Todos os valores obtidos, tanto o da argamassa convencional como os com
CCA, obedecem à prescrição da NBR 13281 (ABNT, 2001), podendo então
confirmar a viabilidade da utilização da CCA em argamassas quanto ao
desempenho mecânico das argamassas.
CAPÍTULO 5
Conclusões
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
96
5. Conclusões
Através dos estudos da incorporação da cinza da casca do arroz em
argamassas de assentamento e revestimento, pode-se concluir que:
Caracterização física, química e mineralógica das matérias-primas
convencionais e alternativas
a) O cimento apresentou resultados satisfatórios, atendendo a todas as
exigências estabelecidas pelas normas da ABNT e através do
difratograma de raios X observou-se a presença de picos como Ca
3
SiO
4
,
Ca
3
Fe, Ca
2
SiO
4
e CaCO
3
.
b) A cal apresenta características de uma cal dolomítica. No difratograma
de raios X a cal apresentou picos de CaO, MgO e Ca(OH)
2
. Este
material atendeu a todas as exigências prescritas pelas normas da
ABNT.
c) A areia possui distribuição granulométrica adequada para ser utilizada
na produção de argamassas.
d) A cinza da casca do arroz apresentou comportamento de um material
amorfo, alto teor de dióxido de silício e elevada superfície específica,
caracterizando o material como sendo adequado para produção de
argamassas.
Atividade pozolânica da cinza da casca do arroz
A cinza da casca do arroz de acordo com a norma da ABNT apresentou
valor maior que o mínimo estabelecido, caracterizando este material como
sendo pozolânico e também podendo ser considerado adequado para uso
como aglomerante na produção de argamassas.
Índice de consistência das argamassas de assentamento e revestimento
Observou-se que para o índice de consistência estabelecido, a
quantidade de água utilizada para confecção das argamassas aumentou
proporcionalmente com o aumento da quantidade de finos de cada mistura
confeccionada.
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
97
Propriedades físicas e mecânicas das argamassas de assentamento e
revestimento
a) As argamassas de assentamento e revestimento foram classificadas de
acordo com a norma da ABNT como sendo do tipo C, quando
relacionado ao teor de ar incorporado.
b) Para a densidade de massa no estado endurecido, observou-se que as
argamassas com CCA apresentaram melhor desempenho que as
argamassas de referência. As argamassas de revestimento (traço 1:1:6)
apresentaram melhor comportamento quando comparadas com as de
assentamento (traço 1:2:9).
c) O índice de absorção das argamassas diminuiu aos 91 dias de cura,
tanto para as argamassas de assentamento quanto para as argamassas
de revestimento.
d) Os resultados da resistência à compressão simples tanto para
argamassas de assentamento quanto para as de revestimento
demonstraram aumento considerável para todas as argamassas até os
63 dias e aos 91 dias não foi observado aumento significativo.
e) As argamassas de assentamento e revestimento de acordo com o
desempenho podem ser classificadas como padrão I através das
prescrições estabelecidas pelas normas da ABNT.
Conclusão final
Diante dos resultados obtidos para esta pesquisa pode-se verificar que
todas as matérias-primas atenderam as exigências estabelecidas pelas normas
da ABNT, possibilitando a utilização destes materiais para a produção de
argamassas de assentamento e revestimento. Para a cinza da casca do arroz
sua utilização se mostrou viável por apresentarem desempenhos satisfatórios
quanto aos aspectos físicos e mecânicos das argamassas.
A investigação da utilização deste resíduo como material alternativo em
argamassas é muito importante porque além de contribuir para o aumento das
propriedades mecânicas, pode reduzir os custos de uma construção devido à
diminuição do consumo de cimento e também os danos que esta cinza causa
ao meio ambiente, uma vez que ela é utilizada no processo de fabricação como
material alternativo de um componente da construção civil.
Sugestões para futuras pesquisas
CAPÍTULO 6
Sugestões para futuras pesquisas
Sugestões para futuras pesquisas
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
99
6. Sugestões para futuras pesquisas
• Investigar as patologias que a cinza da casca do arroz pode causar em
argamassas de assentamento e revestimento;
• Analisar o desempenho físico e mecânico de argamassas com
incorporação dos percentuais 50%, 75% e 100% de cinza da casca do
arroz como substituto do cimento;
• Estudar a incorporação da cinza da casca do arroz sem tratamento
prévio de moagem e temperatura em argamassas.
Referências bibliográficas
CAPÍTULO 7
Referências bibliográficas
Referências bibliográficas
CINZA DA CASCA DO ARROZ UTILIZADA EM ARGAMASSAS DE ASSENTAMENTO E REVESTIMENTO
101
7. Referências bibliográficas
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